PN结的单向导电性是什么?
PN结正偏时导通,呈现很小的电阻,形成较大的正向电流;PN结反偏时截止,呈现很大的电阻,反向电流近似为零。
通常的说法是在不加外电压时,这个PN结中P区的多子是空穴,N区的多子是电子(通常只考虑多子),因为浓度差,载流子必然向浓度低的方向扩散。在扩散前,P区与N区的正负电荷是相等的,呈电中性。当P区空穴向N区移动时,就在PN结边界处留下了不能移动的负离子,用带蓝圈的负电荷表示; 当N区自由电子向P区移动时, 就在PN结边界处留下了不能移动的正离子,用带红圈的正电荷表示,这样就在空间电荷区内产生了一个内建电场Upn,电场的方向是由N区指向P区的。
在扩散作用下随着Upn增大,载流子受到电场力Upn的作用而做漂移运动,它的方向与扩散运动相反,最终使载流子扩散与漂移达到动态平衡,形成了空间电荷区,如图3所示。
当外加正向偏压时,电源E提供大量的空穴和电子,E的电场方向与Upn的电场方向相反,空间电荷区被两种载流子复合而消弱变窄,载流子容易通过扩散加强,呈现低阻状态。
当外加反向偏压时,它的电场方向与Upn的电场方向一致,空间电荷区被增厚变宽,载流子不易通过扩散减弱,呈现高阻状态。此时仅有两侧的少子,也就是N区的空穴和P区的电子在Upn电场力作用下做漂移运动,形成较小的反向饱和电流IS,直至击穿为止,其电流按二极管方程规律变化,这就是PN结的单向导电性原理。
拓展资料:
采用不同的掺杂工艺,通过扩散作用,将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结(英语:PN junction)。PN结具有单向导电性,是电子技术中许多器件所利用的特性,例如半导体二极管、双极性晶体管的物质基础。
参考资料:百度百科词条 PN结
2023-06-12 广告