PN結(jié)的形成
發(fā)布時間:2015/4/8 20:21:16 訪問次數(shù):863
在一塊單晶半導體中,MAX3790CCQ一部分摻有受主雜質(zhì)是P型半導體,另一部分摻有施主雜質(zhì)是N型半導體時,P型半導體和N型半導體的交界面附近的過渡區(qū)稱為PN結(jié)。PN結(jié)有同質(zhì)結(jié)和異質(zhì)結(jié)兩種,用同一種半導體材料制成的PN結(jié)叫同質(zhì)結(jié),由禁帶寬度不同的兩種半導體材料制成的PN結(jié)叫異質(zhì)結(jié)。制造PN結(jié)的方法有合金法、擴散法、離子注入法和外延生長法等,制造異質(zhì)結(jié)通常采用外延生長法。
在P型半導體中有許多帶正電荷的空穴和帶負電荷的電離雜質(zhì),在電場的作用下,空穴是可以移動的,而電離雜質(zhì)(離子)是固定不動韻。N型半導體中有許多可動的負電子和固定的正離子。當P型和N型半導體接觸時,在界面附近空穴從P型半導體向N型半體擴散,電子從N型半導體向P型半導體擴散?昭ê碗娮酉嘤龆鴱秃,載流子消失。因此在界面附近的結(jié)區(qū)中有一段距離缺少載流子,卻有分布在空間帶電的固定離子,稱為空間電荷區(qū)。P型半導體一邊的空間電荷是負離子,N型半導體一邊的空間電荷是正離子。正負離子在界面附近產(chǎn)生電場,這電場阻止載流子進一步擴散,達到平衡。
同質(zhì)結(jié)可用一塊半導體經(jīng)摻雜形成P區(qū)和N區(qū),由于雜質(zhì)的激活能量AE很小,在室溫下雜質(zhì)通常都電離成受主離子NA和施主離子N;。在P、N區(qū)交界面處因存在載流子的濃度差,故彼此要向?qū)Ψ綌U散。設(shè)想在結(jié)形成的一瞬間,在N區(qū)的電子為多子,在P區(qū)的電子為少子,使電子由N區(qū)流入P區(qū),電子與空穴相遇又要發(fā)生復合,這樣在原來是N區(qū)的結(jié)面附近的電子變得很少,剩下未經(jīng)中和的施主離子N苦形成正的空間電荷。同樣,空穴由P區(qū)擴散到N區(qū)后,由不能運動的受主離子NA形成負的空間電荷。在P區(qū)與N區(qū)界面兩側(cè)產(chǎn)生不能移動的離子區(qū)(也稱耗盡區(qū)、空間電荷區(qū)、阻擋層),于是出現(xiàn)空間電偶層,形成內(nèi)電場(又稱內(nèi)建電場),此電場對兩區(qū)多子的擴散有抑制作用,而對少予的漂移有幫助作用,直到擴散流等于漂移流時達到平衡,在界面兩側(cè)建立起穩(wěn)定的內(nèi)建電場。
在一塊單晶半導體中,MAX3790CCQ一部分摻有受主雜質(zhì)是P型半導體,另一部分摻有施主雜質(zhì)是N型半導體時,P型半導體和N型半導體的交界面附近的過渡區(qū)稱為PN結(jié)。PN結(jié)有同質(zhì)結(jié)和異質(zhì)結(jié)兩種,用同一種半導體材料制成的PN結(jié)叫同質(zhì)結(jié),由禁帶寬度不同的兩種半導體材料制成的PN結(jié)叫異質(zhì)結(jié)。制造PN結(jié)的方法有合金法、擴散法、離子注入法和外延生長法等,制造異質(zhì)結(jié)通常采用外延生長法。
在P型半導體中有許多帶正電荷的空穴和帶負電荷的電離雜質(zhì),在電場的作用下,空穴是可以移動的,而電離雜質(zhì)(離子)是固定不動韻。N型半導體中有許多可動的負電子和固定的正離子。當P型和N型半導體接觸時,在界面附近空穴從P型半導體向N型半體擴散,電子從N型半導體向P型半導體擴散。空穴和電子相遇而復合,載流子消失。因此在界面附近的結(jié)區(qū)中有一段距離缺少載流子,卻有分布在空間帶電的固定離子,稱為空間電荷區(qū)。P型半導體一邊的空間電荷是負離子,N型半導體一邊的空間電荷是正離子。正負離子在界面附近產(chǎn)生電場,這電場阻止載流子進一步擴散,達到平衡。
同質(zhì)結(jié)可用一塊半導體經(jīng)摻雜形成P區(qū)和N區(qū),由于雜質(zhì)的激活能量AE很小,在室溫下雜質(zhì)通常都電離成受主離子NA和施主離子N;。在P、N區(qū)交界面處因存在載流子的濃度差,故彼此要向?qū)Ψ綌U散。設(shè)想在結(jié)形成的一瞬間,在N區(qū)的電子為多子,在P區(qū)的電子為少子,使電子由N區(qū)流入P區(qū),電子與空穴相遇又要發(fā)生復合,這樣在原來是N區(qū)的結(jié)面附近的電子變得很少,剩下未經(jīng)中和的施主離子N苦形成正的空間電荷。同樣,空穴由P區(qū)擴散到N區(qū)后,由不能運動的受主離子NA形成負的空間電荷。在P區(qū)與N區(qū)界面兩側(cè)產(chǎn)生不能移動的離子區(qū)(也稱耗盡區(qū)、空間電荷區(qū)、阻擋層),于是出現(xiàn)空間電偶層,形成內(nèi)電場(又稱內(nèi)建電場),此電場對兩區(qū)多子的擴散有抑制作用,而對少予的漂移有幫助作用,直到擴散流等于漂移流時達到平衡,在界面兩側(cè)建立起穩(wěn)定的內(nèi)建電場。
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