PN结的形成 ·在一块本征半导体在两侧通过扩散不同的杂质，分别 形成N型半导体和P型半导体。在它们的交界处就出 现了电子和空穴的浓度差别，N型区内电子多而空穴 少，P型区内则相发，空穴多而电子少。 冬 电子和空穴都要从浓度高的地方向着浓度低的地方扩 散。.电子要从N型区向P型区扩散，空穴要从P型区向 N型区扩散。 电子和空穴都是带电的，.它们扩散的结果就使P区和 N区中原来保持的电中性被破坏了。 16
PN结的形成 ❖ 在一块本征半导体在两侧通过扩散不同的杂质,分别 形成N型半导体和P型半导体。在它们的交界处就出 现了电子和空穴的浓度差别，N型区内电子多而空穴 少，P型区内则相反，空穴多而电子少。 ❖ 电子和空穴都要从浓度高的地方向着浓度低的地方扩 散。电子要从N型区向P型区扩散，空穴要从P型区向 N型区扩散。 ❖ 电子和空穴都是带电的，它们扩散的结果就使P区和 N区中原来保持的电中性被破坏了。 16
空间电荷区 P N P N 日O'QoO ⊕⊕ O°⊙ ⊕ ① ⊕⊕ 0 日O日O日 ⊕ ooodp ①①① 00.o ⊕ (a) 内电场 Vo (b) 17
P (a) N P (b) N 空间电荷区 内电场 V0 17
耗尽区 P区一边失去空穴，留下了带负电的杂质离子；N区 一边失去电子，留下了带正电的杂质离子。 半导体中的离子虽然带电，但由于物质结构的关系， 它们不能任意移动，因此不参与导电。这些不能移 动的带电粒子通常称为空间电荷，集中在P区和N区 交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，这就 是PN结。 必 在这个区域内，多数载流子已扩散到对方并复合掉 了，或者说消耗尽了，因此空间电荷区有时又称为 耗尽区。扩散越强，空间电荷区越宽。 18
耗尽区 ❖ P区一边失去空穴，留下了带负电的杂质离子；N区 一边失去电子，留下了带正电的杂质离子。 ❖ 半导体中的离子虽然带电，但由于物质结构的关系， 它们不能任意移动，因此不参与导电。这些不能移 动的带电粒子通常称为空间电荷，集中在P区和N区 交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，这就 是PN结。 ❖ 在这个区域内，多数载流子已扩散到对方并复合掉 了，或者说消耗尽了，因此空间电荷区有时又称为 耗尽区。扩散越强，空间电荷区越宽。 18
势垒区 PN结的空间电荷区存在电场，电场的方向是从N区 指向P区的，这说明N区的电位要比P区高，高出的 数值用V表示，这个电位差称为接触电位差，一般 为零点几伏。 在PN结空间电荷区内，电子势能(qVo)发生了变化， 电子要从N区到P区必须越过一个能量高坡，一般称 为势垒，因此又把空间电荷区称为势垒区。 19
势垒区 ❖ PN结的空间电荷区存在电场，电场的方向是从N区 指向P区的，这说明N区的电位要比P区高，高出的 数值用V0表示，这个电位差称为接触电位差，一般 为零点几伏。 ❖ 在PN结空间电荷区内，电子势能(-qV0 )发生了变化， 电子要从N区到P区必须越过一个能量高坡，一般称 为势垒，因此又把空间电荷区称为势垒区。 19
扩散运动 出现空间电荷区以后，由于正负电荷之间的相互作 用，在空间电荷区中就形成了一个电场，其方向是 从带正电的N区指向带负电的P区。 冬电场是由载流子扩散运动形成的，称为内电场。 冬显然，这个内电场的方向是阻止扩散的，因为这个 电场的方向与载流子扩散运动的方向相反。 20
扩散运动 ❖ 出现空间电荷区以后，由于正负电荷之间的相互作 用，在空间电荷区中就形成了一个电场，其方向是 从带正电的N区指向带负电的P区。 ❖ 电场是由载流子扩散运动形成的，称为内电场。 ❖ 显然，这个内电场的方向是阻止扩散的，因为这个 电场的方向与载流子扩散运动的方向相反。 20