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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。


下周初结贴，9个最优回帖分别获得20MP、10MP、10MP、10MP、20积分、20积分、20积分、20积分、20积分！

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cqu_rockwell

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发表于：2011-04-17 22:15:39
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


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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！

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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。

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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。
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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。

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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；

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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；

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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；

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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！

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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。
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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；

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刘志斌

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发表于：2011-04-20 11:44:33
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；

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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；
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刘志斌

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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；

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cqu_rockwell

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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！
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刘志斌

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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；

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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；
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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；

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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；

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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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