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(已结帖)2011-05-06-工控擂台-什么是PN结? 点击:1577 | 回复:41



花开_花落

    
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发表于:2011-04-17 22:03:16
楼主

1、什么是PN结,PN 结最主要的物理特性是什么?

2、PN 结还有那些名称?

3、在PN 结加反向电压时果真没有电流吗?

 

 

能结合实际例子的回答、原创最多、阐述最全的将得大奖。


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cqu_rockwell

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1楼

你以后可以把你的题目发到擂台题目征集帖中,会根据情况给予你奖励的!

http://www.gongkong.com/webpage/forum/201104/2011040315145200001-1.shtml


花开_花落

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发表于:2011-04-17 22:18:19
2楼
引用cqu_rockwell 的回复内容:

你以后可以把你的题目发到擂台题目征集帖中,会根据情况给予你奖励的!

http://www.gongkong.com/webpage/forum/201104/2011040315145200001-1.shtml


好的,谢谢!我去征集帖中发!

hjcan

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发表于:2011-04-18 21:14:59
3楼

什么是PN结,

采用不同的掺杂工艺,通过扩散作用,将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。PN结具有单向导电性。P是positive的缩写,N是negative的缩写,表明正荷子与负荷子起作用的特点。

 

PN 结最主要的物理特性是什么?

单向导电能力和较为敏感的温度特性。

  

PN 结还有那些名称?

空间电荷区、阻挡层、耗尽层等。

  

在PN 结加反向电压时果真没有电流吗?

不是线性的,加上正向电压时,P 区的空穴与N 区的电子在正向电压所建立的电场下相互吸引产生复合现象,导致阻挡层变薄,正向电流随电压的增长按指数规律增长,宏观上呈现导通状态,而加上反向电压时,情况与前述正好相反,阻挡层变厚,电流几乎完全为零,宏观上呈现截止状态。这就是PN 结的单向导电特性。

AQD008

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发表于:2011-04-20 10:49:20
4楼
PN结就是两种不同的半导体材料经过特殊加工。再结合面形成的空穴区域。正负电子在这里形成了一特殊道墙。其物理特性就是允许电荷单向流动。及单向导电性PN结又叫空间电荷区、阻挡层、耗尽层。PN结的性质为非线性。在耐压范围内电流很小。可以忽略。

刘志斌

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发表于:2011-04-20 11:09:51
5楼

一、什么是绝缘体?什么是导体?

1、绝缘体,就是体内没有自由移动的电荷,无法形成电荷移动的电流;

2、导体,就是体内有自由移动的电荷,能够形成电荷移动的电流,把自由移动的电荷叫载流子。

刘志斌

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发表于:2011-04-20 11:13:32
6楼

3、导体中的载流子,不同:

1)金属导体,载流子是自由电子;

2)电解液,载流子是各种正离子、负离子;

3)半导体,载流子有电子、空穴;

刘志斌

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发表于:2011-04-20 11:20:17
7楼

二、什么是半导体?

1、很多书中说,半导体是导电性能介于导体和绝缘体之间的物体;

2、这种说法不对,是错误的!

3、应该说,半导体是导电性能或绝缘性能受外界条件的影响,能发生很大变化的物体,不同的外界条件,它可能是导体,也可能是绝缘体,所以称之为半导体;

刘志斌

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发表于:2011-04-20 11:30:20
8楼

三、本征半导体:

1、例如纯净的硅晶体、锗晶体;

2、所有电子束缚在共用电子对里,或者说所有电子束缚在共价键里,不能自由移动;

3、所以,没有自由移动的电荷,不导电,是绝缘体;

刘志斌

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发表于:2011-04-20 11:30:55
9楼

4、但是,当温度升高时,共价键中的电子受热激发而获得能量离开共价键,形成一个带正电的空穴和自由电子;

5、这样,当温度足够高时,纯净的硅晶体、锗晶体就是导体了;

6、本征半导体的电流,是受温度影响的热激发电流,不是信息电流,所以是有害的,要设法减小的电流,常常称为噪声电流!

燕山雪

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发表于:2011-04-20 11:35:46
10楼
刘志斌就是牛,回帖快又质量高!花开_花落,顶一个。

刘志斌

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11楼

四、杂质半导体:

1、N型杂质半导体:

1)四价的本征半导体掺入5价磷元素;

2)每掺入一个5价磷原子,就形成一个自由电子;

3)所以四价的本征半导体掺入5价磷元素形成以电子为载流子的杂质半导体,简称电子型半导体,用“N”表示;

刘志斌

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12楼

2、P型杂质半导体:

1)四价的本征半导体掺入3价硼元素;

2)每掺入一个3价硼原子,就形成一个自由移动的正电荷空穴;

3)所以四价的本征半导体掺入3价硼元素形成以空穴为载流子的杂质半导体,简称空穴型半导体,用“P”表示;

刘志斌

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发表于:2011-04-20 11:47:34
13楼
3、杂质半导体,导电性能与掺杂浓度有关,掺杂浓度越大,导电能力越强;

刘志斌

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发表于:2011-04-20 11:57:38
14楼

五、PN结:

1、将P型半导体与N型半导体放在一起,在交界面上发生了有趣的现象:

1)P型半导体的空穴向N型半导体一侧扩散,在P区一侧留下负电荷;

2)N型半导体的电子向P型半导体一侧扩散,在N区一侧留下正电荷;

3)上述称之为多数载流子的扩散运动,是由于载流子浓度差引起的;

cqu_rockwell

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发表于:2011-04-20 14:15:39
15楼
刘志斌老师真牛,我顶你!这几个概念你理解的也这么深,我早忘了!建议给个最佳回帖!

刘志斌

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发表于:2011-04-20 15:01:49
16楼

2、由于多数载流子的扩散运动,在P型半导体与N型半导体的交接面两侧建立起一个空间电荷区:

3、这个空间电荷区却对多数载流子的扩散运动起着阻碍的作用,就象一堵高墙(势垒)一样挡住了多数载流子的继续扩散;

刘志斌

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17楼
4、这个P型半导体与N型半导体的交接面上的空间电荷区就是PN结;

刘志斌

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18楼

六、PN结的单向导电性:

1、如果PN结的P区接高电位,N区接低电位,这个电压成为PN结的正向电压,或者称PN结正向偏置;

2、如果PN结的P区接低电位,N区接高电位,这个电压成为PN结的反向电压,或者称PN结反向偏置;

刘志斌

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19楼

3、PN结正向偏置时,空间电荷区变窄,墙(势垒)变低,多数载流子又可以通过,形成电流,既PN结正向导通,压降硅PN结为0.7V锗PN结0.3V;

4、PN结反向偏置时,空间电荷区变宽,墙(势垒)变高,多数载流子不可以通过,不能形成电流,既PN结反向截止,反向电压很大;

刘志斌

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20楼

5、PN结反向截止:

1)多数载流子不能通过PN结,所以没有电流;

2)但是由于热激发,或者温度的原因,本征半导体产生的自由电子(P区)、空穴(N区)对,可以飘过空间电荷区,或者说PN结对少数载流子起飘逸的作用,而形成电流,称之为反向电流;

3)反向电流很小,是由少数载流子构成的,而且其大小与电压无关,所以又称反向饱和电流;


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