PN结的形成过程

 

•在一块硅片上,使用不同的掺杂工艺,制作出P型半导体和N型半导体,在这两种半导体的交界处就会形成PN节。

•P型半导体的掺杂方法就是在四价的硅片当中掺入三价元素,例如:硼。

•N型半导体的掺杂方法就是在四价的硅片当中掺入五价元素,例如:磷。

 

•由于物质总是会从高浓度到低浓度方向移动,因此在两种半导体中将会产生载流子的扩散运动(多子运动)。于是N型半导体内的电子会向P型半导体扩散,P型半导体内的空穴会向N型半导体扩散,由于扩散运动的不断进行,空穴和电子的不断复合,在这两种半导体的交界处就会形成空间电荷区,在空间电荷区内的电子和空穴基本复合完成。

•由于N型半导体的掺杂为正五价的磷元素,为正离子,因此空间电荷区在N 型半导体处为正,称为正离子区。

•由于P型半导体的掺杂为正三价的硼元素,相比之下为负离子,因此空间电荷区在P 型半导体处为负,称为负离子区。

•因此内电场方向由正离子区指向负离子区,由于空间电荷区的内电场的作用,少数载流子产生漂移运动,空穴从N型半导体向P型半导体处运动,电子从P型半导体向N型半导体处运动。

•在空间电荷区刚开始形成时,由于浓度的影响,扩散运动远大于漂移运动,因此内电场不断增大,内电场的加强有加剧了漂移运动,最终扩散运动和漂移运动趋于平衡,内电场趋于稳定,也就是PN结,空间电荷区内基本都是不能移动的正负离子。

 

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