三.PN结及其单向导电性 1.PN结的形成 PN结合→因多子浓度差→多子的扩散→空间电荷区 →形成内电场→阻止多子扩散,促使少子漂移。 内电场E P型半导体空间电荷区N型半导体 ○○○ ●(+)° ○○e④jG ●(+)●(+) 耗尽层 多子扩散电流 少子漂移电流
内电场E →因多子浓度差 →形成内电场 →多子的扩散 →空间电荷区 →阻止多子扩散，促使少子漂移。 PN结合 － － － － － － － + + － + + + + + － + P型半导体 － － + + N型半导体 + － + 空间电荷区 多子扩散电流 少子漂移电流 耗尽层 三. PN结及其单向导电性 1 . PN结的形成
补充耗尽层失去的多子,耗尽层窄,E↓ 少子飘移 多子扩散 又失去多子,耗尽层宽,E↑ 动画演示 内电场E P型半导体耗尽层N型半导体 多子扩散电流 少子漂移电流 动态平衡:扩散电流≡漂移电流总电流=0 硅0.5V 势垒Uo飞锗0V
动画演示 少子飘移 补充耗尽层失去的多子，耗尽层窄，E 多子扩散 又失去多子，耗尽层宽，E P型半导体 + － － + N型半导体 + + + + + － + － + － + － － + + － － － － － 内电场E 多子扩散电流 少子漂移电流 耗尽层 动态平衡： 扩散电流 ＝ 漂移电流 总电流＝0 势垒 UO 硅 0.5V 锗 0.1V
2.PN结的单向导电性 (1)加正向电压(正偏)—电源正极接P区,负极接N区 外电场的方向与内电场方向相反。 外电场削弱内电场→耗尽层变窄一扩散运动>漂移运动 →多子扩散形成正向电流Ip P型半导体空间电荷区N型半导体 正向电流 内电场E E R
2. PN结的单向导电性 (1) 加正向电压（正偏）——电源正极接P区，负极接N区 外电场的方向与内电场方向相反。 外电场削弱内电场→耗尽层变窄 →扩散运动＞漂移运动 →多子扩散形成正向电流I F － － － － － － － + + － + + + + + － + P型半导体 － － + + N型半导体 + － + EW R 空间电荷区 内电场E 正向电流
(2)加反向电压—电源正极接N区,负极接P区 外电场的方向与内电场方向相同。 外电场加强内电场→耗尽层变宽→漂移运动>扩散运动 →少子漂移形成反向电流ZR 空间电荷区 在一定的温度下,由本 征激发产生的少子浓度是○ 定的,故l基本上与外O④⑥④④ 加反压的大小无关,所以内电场E 称为反向饱和电流。但IR R 与温度有关
(2) 加反向电压——电源正极接N区，负极接P区 外电场的方向与内电场方向相同。 外电场加强内电场 →耗尽层变宽→漂移运动＞扩散运动 →少子漂移形成反向电流I R + － － － + － － 内电场 + + － + － + E + － EW － － － + 空 间 电 荷 区 + － R + + + I R P N 在一定的温度下，由本 征激发产生的少子浓度是 一定的，故IR基本上与外 加反压的大小无关，所以 称为反向饱和电流。但IR 与温度有关
PN结加正向电压时,具有较大的正向 扩散电流,呈现低电阻,PN结导通; PN结加反向电压时,具有很小的反向 漂移电流,呈现高电阻,PN结截止 由此可以得出结论:PN结具有单向导 电性。 动画演示1动画演示2
PN结加正向电压时，具有较大的正向 扩散电流，呈现低电阻， PN结导通； PN结加反向电压时，具有很小的反向 漂移电流，呈现高电阻， PN结截止。 由此可以得出结论：PN结具有单向导 电性。 动画演示1 动画演示2