PN结单向导电性范例.ppt

PN结及其单向导电性 开始时，扩散占优势，使空间电荷区加宽，内电场增强，阻碍扩散运动，但使漂移运动不断增强 ； 漂移运动增强又使空间电荷区变窄，内电场减弱，进而使扩散容易进行； 当扩散运动与漂移运动相等时，两者达到动态平衡，空间电荷区的宽度不再增加，而处于相对稳定的状态。 这个一定宽度的空间电荷区，就是我们所说的PN结。 * 使半导体的一边形成N型区，另一边形成P型区。 N + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - P - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1、PN结的形成 (1) 在浓度差的作用下，电子从 N区向P区扩散。 N + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - P - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - (2) 在浓度差的作用下，空穴从 P区向N区扩散。 N + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - P - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 在浓度差的作用下，两边多子互相扩散。在P区和N区交界面上，留下了一层不能移动的正、负离子。 N + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - P - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 即PN结 空间电荷层 N + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - P - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 形成内电场 内电场方向 N + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - P - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽。 漂移运动 P型半导体 － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － N型半导体 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 扩散运动　　　 内电场E PN结处载流子的运动 空间电荷区越宽，内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。 多子的扩散运动 空间电荷区 P型和N型半导体结合 内电场E 多子扩散电流 少子漂移电流 耗尽层 空间电荷区没有载流子，也称为耗尽层 空间电荷区 内电场（N区指向P区） 阻挡多子的扩散运动， 空间电荷区变窄 推动少子的漂移运动（少子漂移的方向与多子扩散的方向相反） 内电场E 多子扩散电流 少子漂移电流 耗尽层 PN结形成过程动画演示 空间电荷区变宽 扩散 内电场增强 对多子扩散的阻力增大 使少子的漂移运动增强 空间电荷区变窄 漂移 内电场减弱 使多子的扩散容易进行 2、PN结的单向导电性 （1）PN结正向偏置—— 当外加直流电压使PN结P型半 导体的一端的电位高于N型半导体一端的电位时，称PN结正向偏置，简称正偏。 PN结正向偏置 外电场的方向与内电场方向相反。外电场削弱内电场 正向电流 PN 结正偏 PN 结正向导通 外电场与内电场方向相反 利于扩散 内电场减弱 PN 结变窄 外部电源不断提供电荷 产生较大的扩散电流 IF 为了防止较大的IF将PN结烧坏，应串接限流电阻R。 PN结对正向偏置呈现较小的电阻（理想状态下可以看成是短路情况），称之为正偏导通状态。即PN结对正向电流呈低阻状态，也就是所谓的正向导通作用。 （2）PN结反向偏置—— 当外加直流电压使PN结N型半导体的一端的电位高于P型半导体一端的电位时，称PN结反向偏置，简称反偏。 P N 外电场的方向与内电场方向相同。外