PN结的形成

电子电容全能解 2024-06-07 13:14:19

前面说了不少“管”,属于模电中的基础部分,但模电中的最核心部分还是半导体,因为半导体属于理论基础,而所有的“管”只是它的应用。

提及半导体,就会自然而然的想到硅和锗,因为,平时比较熟悉叫硅管和锗管。硅和锗同属于4价元素,既不活跃,也不惰性,介于导体与绝缘体之间,所以才称之为半导体。

提纯的硅和锗就叫本征半导体,这类半导体受温度影响比较大,温度一高,最外层电子就容易跑出去成为自由电子,电子带负电喽!电子一跑出去,就留下了一个坑,这个坑,就是空穴,空穴自然像带正电喽!

这绝对是不理想地!所以就想到了给本证半导体掺杂,掺杂了的半导体叫做掺杂半导体。都掺些什么哪?5价的磷元素和3价的硼元素。

4价的硅,掺了5价的磷,自由电子就占多数,称为多子。掺的磷越多,自由电子的浓度就越大。自由电子是带负电的,所以,本身显负电性,称为N型半导体。N是“负”的英文首字母。

4价的硅,掺了3价的硼,空穴就占多数,空穴就为多子。掺的硼越多,空穴的浓度就越大。空穴带正电,所以,本身显正电性,称为P型半导体。P为“正”的英文首字母。

如此,就有了N型和P型半导体。

把N型和P型半导体烧结在一起,在中间区域,就会存在自由电子的浓度差,N多P少。由于浓度差的存在,N的自由电子就会向P扩散,与P中的空穴复合,该运动就是扩散运动。

随着扩散运动的加剧,内电场就形成了!内电场方向由正到负,自由电子又会向正极运动,该运动称为漂移运动。

当扩散运动与漂移运动势均力敌,达到平衡时,就形成了耗尽层。在耗尽层,是存在内电场的,如此就形成了我们常说的PN结。P是正极,N为负极。

以上说了这么老多,又扩散,又漂移的,看似很“龟速”的运动,外加一个电源,这种平衡就会立马被打破了!

外电源正极接P,负极接N,N中的自由电子便迅速向电源正极移动,P中的空穴便迅速向电源负极移动,在电路中便形成电流,这不就是二极管的正向导通的过程吗?

在这个电路中,二极管实则扮演了一个开关的角色,正向电压使其导通,若没有负载电阻,整个电路则相当于短路状态,导线一会就能发热的不行。不管短路不短路,这实则就进入了半导体的应用层面了。

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