N型半导体的共价键结构 在掺入杂质后，载流子的数目都有相当程度的增加。 若每个受主杂质都能产生一个空穴，或者每个施主杂 质都能产生一个自由电子，则尽管杂质含量很微，但 它们对半导体的导电能力却有很大的影响。 施主原子提供 的多余的电子 +5 4 施主正离子 11
11 N型半导体的共价键结构 在掺入杂质后，载流子的数目都有相当程度的增加。 若每个受主杂质都能产生一个空穴，或者每个施主杂 质都能产生一个自由电子，则尽管杂质含量很微，但 它们对半导体的导电能力却有很大的影响
§3-2PN结的形成及特性 P型半导体中含有的受主杂质电离为带正电的空穴和 带负电的受主离子。型半导体中含有的施主杂质 电离为带负电的电子和带正电的施主离子。 在室温下，P型和N型半导体中还有少数受本征激发 产生的电子和空穴，通常本征激发产生的载流子要 比掺杂产生的少得多。 半导体中的正负电荷数是相等的，它们的作用互相 抵消，因此保持电中性。 12
12 §3-2 PN结的形成及特性 P型半导体中含有的受主杂质电离为带正电的空穴和 带负电的受主离子。 N型半导体中含有的施主杂质 电离为带负电的电子和带正电的施主离子。 在室温下， P型和 N型半导体中还有少数受本征激发 产生的电子和空穴，通常本征激发产生的载流子要 比掺杂产生的少得多。 半导体中的正负电荷数是相等的，它们的作用互相 抵消，因此保持电中性
PN结的形成 P型半导体和N型半导体结合后，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。 必 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。 P型 N型 13
13 PN结的形成 P型半导体和N型半导体结合后，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
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。 14
14 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
扩散运动 空间 出现空间电荷区以后，由 P型区 电荷区 十N型区 于正负电荷之间的相互作 ⊙ 用，在空间电荷区中就形 ⊙ .e ,e 成了一个电场，其方向是 (a) 从带正电的N区指向带负 ie ⊕1⊕，⊕ 电的P区。 内电场 0.5μm ?电场是由载流子扩散运动 0.75mm 形成的，称为内电场。 ?显然，这个内电场的方向 电位 (b) 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。 电子势能 ( 15
15 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