电工电子披术第6章电子技术中常用半导体器件 PN结中的扩散和漂移是相互联系,又是相互矛盾的。在一定条 件(例如温度一定)下,多数载流子的扩散运动逐渐减弱,而少数 载流子的漂移运动则逐渐增强,最后两者达到动态平衡,空间电荷 区的宽度基本稳定下来,PN结就处于相对稳定的状态。 PN结的形成演示 空间电荷区 。0。。0。o。。0 根据扩散原理,空穴要从浓度高的P区向N区扩散,自由电子要从浓度 高的N区向P区扩散,并在交界面发生复合(耗尽),形成载流子极少的正 负空间电荷区(如上图所示),也就是结,又叫耗O四 第3页
空间电荷区 PN结中的扩散和漂移是相互联系，又是相互矛盾的。在一定条 件（例如温度一定）下，多数载流子的扩散运动逐渐减弱，而少数 载流子的漂移运动则逐渐增强，最后两者达到动态平衡，空间电荷 区的宽度基本稳定下来，PN结就处于相对稳定的状态。 － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + PN结的形成演示 根据扩散原理，空穴要从浓度高的P区向N区扩散，自由电子要从浓度 高的N区向P区扩散，并在交界面发生复合(耗尽），形成载流子极少的正 负空间电荷区（如上图所示），也就是PN结，又叫耗尽层。 P区 N区 空间电荷区 第3页
电工电子披术第6章电子技术中常用半导体器件 扩散与漂移达到动态平衡 形成一定宽度的PN结 多子 形成空间电荷区促使少子 扩散 产生内电场 漂移 阻止 N区 区上一空间电荷区一N区 O。QQL⊕,,⊕9。99A⊕: ⊙GG 内电场方向 载流子的扩散运动 PN结及其内电场 第3页
少子 漂移 扩散与漂移达到动态平衡 形成一定宽度的PN结 P 区 N 区 载流子的扩散运动 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 多子 扩散 形成空间电荷区 产生内电场 促使 阻止 P 区 空间电荷区 N 区 PN 结及其内电场 内电场方向 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 第3页
电工电子披术第章电子技术中常用半导体器件 扩散运动和漂移运动相互联系又相互矛盾,扩散使空间 继续讨论电荷区加宽,促使内电场增强同时对多数载流子的继续扩 散阻力增大,但使少数载流子漂移增强;漂移使空间电荷区 变窄,电场减弱,又促使多子的扩散容易进行。 当漂移运动达到和扩散运动相等时,PN结便处于动态平衡状态。可 以想象,在平衡状态下,电子从N区到P区扩散电流必然等于从P区到N 区的漂移电流,同样,空穴的扩散电流和漂移电流也必然相等。即总的 多子扩散电流等于总的少子漂移电流,且二者方向相反。 在无外电场或其他因素激发时,PN结处于平衡状态,没有电流通过, 空间电荷区的宽度一定。 由于空间电荷区内,多数载流子或已扩散到对方,或被对方扩散过来 的多数载流子复合掉了,即多数载流子被耗尽了,所以空间电荷区又称为 耗尽层,其电阻率很高,为高阻区。扩散作用越强,耗尽层越宽。 PN结具有电容效应。结电容是由耗尽层引起的。耗尽层中有不能 移动的正、负离子,各具有一定的电量,当外加电压使耗尽层变宽时, 电荷量增加,反之,外加电压使耗尽层变窄时,电荷量减小。这样耗尽 层中的电荷量随外加电压变化而改变时,就形成了电容效应。 第3页 O包
扩散运动和漂移运动相互联系又相互矛盾，扩散使空间 电荷区加宽，促使内电场增强，同时对多数载流子的继续扩 散阻力增大，但使少数载流子漂移增强；漂移使空间电荷区 变窄，电场减弱，又促使多子的扩散容易进行。 继续讨论 当漂移运动达到和扩散运动相等时，PN结便处于动态平衡状态。可 以想象，在平衡状态下，电子从N区到P区扩散电流必然等于从P区到N 区的漂移电流，同样，空穴的扩散电流和漂移电流也必然相等。即总的 多子扩散电流等于总的少子漂移电流，且二者方向相反。 在无外电场或其他因素激发时，PN结处于平衡状态，没有电流通过， 空间电荷区的宽度一定。 由于空间电荷区内，多数载流子或已扩散到对方，或被对方扩散过来 的多数载流子复合掉了，即多数载流子被耗尽了，所以空间电荷区又称为 耗尽层，其电阻率很高，为高阻区。扩散作用越强，耗尽层越宽。 PN结具有电容效应。结电容是由耗尽层引起的。耗尽层中有不能 移动的正、负离子，各具有一定的电量，当外加电压使耗尽层变宽时， 电荷量增加，反之，外加电压使耗尽层变窄时，电荷量减小。这样耗尽 层中的电荷量随外加电压变化而改变时，就形成了电容效应。 第3页