本征半导体与PN结
作者：互联网
一、本征半导体掺杂
形成空穴。并且正三价离子无法移动，成为受主离子。即，每掺入一个三价离子，就产生一个空穴。P型半导体不带电：掺入一个B原子之后，B得到一个电子，-1价。Si失去一个电子，+1价。中和不显电性。
掺入磷原子，多出一个自由电子。因此电子为多子，空穴为少子。
由于扩散作用，空穴由P区向N区扩散。同时，自由电子从N区向P区扩散。
扩散过程中，在P区和N区的交界面上，空穴和电子有的复合，有的继续运动。。导致交界面处的空穴浓度和电子浓度都会下降。
二、PN结的形成和单项导电性
形成一个内电场，根据高中知识，电场强度方向由N区指向P区。中间那个正电荷和负电荷不能移动的区域称为“空间电荷区”。同时，形成的电场也阻止了扩散运动的进行。因为电场强度由N指向P，阻碍了P区的空穴向N区扩散，也阻碍了N区的电子向P区扩散。也称“空间电荷区”为“阻挡层”。
同时，N区的少子为空穴，在电场力的作用下向P区运动。同理，P区的少子为电荷，在电场力的作用下向N区运动。该运动称为“漂移运动”。
至此，存在两种运动，一种为“扩散运动”，另一种为“漂移运动”。
扩散运动：浓度差漂移运动：电场力
这两种运动在宏观上会达到平衡，在微观上会一直进行。
将宏观上达到平衡的状态称为形成“PN结”。
单向导电性：
P区加正电，N区加负电称为“正向电压”；此时外加电场与内电场方向相反，削弱了漂移运动产生的内电场。使得中间的空间电荷区变窄，扩散运动得以进行。双方的多子会向对方扩散，电阻很小。此时处于导通状态。称为“正偏”。为防止大电流烧坏PN结，加装一限流电阻R。
同理，“反偏”时，外加电场加强了内电场，进一步阻止扩散作用。虽然加强了少子的漂移运动，但是少子数量非常少，形成的电流很小。表现出电阻很大，处于截止状态。
总结：
反向也是有电流的，是由少数载流子形成的，只不过很小，经常忽略。与此同时，温度变化对于少数载流子的浓度影响很大，因此温度变化，反向电流也会变化，且变化较剧烈，因此半导体器件的温度稳定性比较差。
三、PN结的电容效应（限制计算机运行速度）
1、势垒电容：PN结的外接电压变化，空间电荷区的宽窄随之变化，相当于电容充放电，把这个等效电容称之为“势垒电容Cb”。
2、扩散电容：PN结外加的正向电压变化时，在扩散路程中载流子的浓度和梯度都有变化，也有点和的积累和释放的过程，其等效电容称为扩散电容Cd 。
注意：结电容不是常量，PN结电压频率高到一定程度时，将失去单向导电性。
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标签：电容,本征,电场,半导体,空穴,扩散,PN,运动 来源： https://blog.csdn.net/u012062079/article/details/122190324