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pn結是模電還是數電
pn結是模電還是數電
更新时间:2026-06-25 04:32:25

首先了解一個概念:半導體

半導體分為本征半導體和雜質半導體

本征半導體:化學成分純淨的半導體晶體

雜質半導體:在本征半導體中摻入某些微量雜質元素後的半導體

結構特點:半導體中具有共價鍵,使原子規則排序,形成晶體

pn結是模電還是數電(模電基礎講解01什麼是PN結)1

矽原子與鍺原子,它們最外層的電子都是四個

pn結是模電還是數電(模電基礎講解01什麼是PN結)2

半導體矽和鍺的最外層有四個電子,為處于穩定狀态,每個原子的價電子都要和相鄰原子的價電子配對,形成共價鍵。但共價鍵中的電子沒有結合的那樣緊密,由于能量激發,一些電子會成為自由電子。同時,某處共價鍵失去一個電子形成空穴。自由電子和空穴總是成對出現。

這裡面有幾個概念大家要記住

1. 載流子:運載電荷的粒子,如自由電子和空穴,統稱為載流子。本證半導體中有兩種載流子:自由電子和空穴,它們是成對出現的。

2. 電子流和空穴流:在外電場的作用下,自由電子和空穴的定向運動産生電流,分别稱為電子流空穴流

電子流:自由電子做定向運動形成;方向與外電場方向相反;自由電子始終在導帶内運動。

空穴流:價電子遞補空穴形成;方向與外電場方向相同。

在本征半導體兩端加電壓,自由電子向正向移動,形成電子電流;空穴向負極移動,形成空穴電流。但由于兩種載流子數量很少,所以本征半導體的導電性很弱。

注意:本征半導體在熱力學零度(0K)和沒有外界能量激發下,晶體内吳自由電子,不導電。

雜質半導體:

N型半導體、P型半導體

在本征半導體中摻入某些微量元素的半導體叫做本征半導體

N型半導體——摻入五價雜質元素(如磷)的半導體,自由電子濃度大大增加,也稱為(電子半導體)。

P型半導體——摻入三價雜質元素(如硼)的半導體,空穴濃度大大增加的雜質半導體,也稱為(空穴半導體)。

N型半導體

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在N型半導體中自由電子是多數載流子,它主要由雜質原子提供;空穴是少數載流子, 由熱激發形成。提供自由電子的五價雜質原子因帶正電荷而成為正離子,因此五價雜質原子也稱為施主雜質。

P型半導體

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在P型半導體中空穴是多數載流子,它主要由摻雜形成;自由電子是少數載流子, 由熱激發形成。空穴很容易俘獲電子,使雜質原子成為負離子。三價雜質 因而也稱為受主雜質。

PN結的形成:

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在同一片半導體基片上,分别制造P 型半導體和N 型半導體,經過載流子的擴散,在它們的交界面處就形成了PN 結。在空間電荷區,由于缺少多子,所以也稱耗盡層。

P型半導體和N型半導體結合因為濃度差,多子的擴散運動,由雜質離子形成空間電荷區形成内電場,内電場促使少子漂移同時阻止多子擴散。最後多子的擴散和少子的漂移達到動态平衡。

PN結具有單向導電性

當外加電壓使PN結中P區的電位高于N區的電位,稱為加正向電壓,簡稱正偏;反之稱為加反向電壓,簡稱反偏。

PN結加正向電壓時 :

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•低電阻

• 大的正向擴散電流

PN結加反向電壓時 :

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• 高電阻

• 很小的反向漂移電流

PN結的反向擊穿:

當PN結的反向電壓增加到一定數值時,反向電流突然快速增加,此現象稱為PN結的反向擊穿。

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反向擊穿有可逆和不可逆

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