pn結(jié)的形成-形成PN結(jié)的原理
PN結(jié)及其形成過程
在雜質(zhì)半導(dǎo)體中， 正負電荷數(shù)是相等的，它們的作用相互抵消，因此保持電中性。
1、載流子的濃度差產(chǎn)生的多子的擴散運動
在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合后，在它們的交界處就出現(xiàn)了電子和空穴的濃度差，N型區(qū)內(nèi)的電子很多而空穴很少，P型區(qū)內(nèi)的空穴而電子很少，這樣電子和空穴很多都要從濃度高的地方向濃度低的地方擴散，因此，有些電子要從N型區(qū)向P型區(qū)擴散， 也有一些空穴要從P型區(qū)向N型區(qū)擴散。
2、電子和空穴的復(fù)合形成了空間電荷區(qū)
電子和空穴帶有相反的電荷，它們在擴散過程中要產(chǎn)生復(fù)合（中和），結(jié)果使P區(qū)和N區(qū)中原來的電中性被破壞。 P區(qū)失去空穴留下帶負電的離子，N區(qū)失去電子留下帶正電的離子， 這些離子因物質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系，它們不能移動，因此稱為空間電荷，它們集中在P區(qū)和N區(qū)的交界面附近，形成了一個很薄的空間電荷區(qū)，這就是所謂的PN結(jié)。
3、空間電荷區(qū)產(chǎn)生的內(nèi)電場E又阻止多子的擴散運動
在空間電荷區(qū)后，由于正負電荷之間的相互作用，在空間電荷區(qū)中形成一個電場，其方向從帶正電的N區(qū)指向帶負電的P區(qū)，由于該電場是由載流子擴散后在半導(dǎo)體內(nèi)部形成的，故稱為內(nèi)電場。因為內(nèi)電場的方向與電子的擴散方向相同，與空穴的擴散方向相反，所以它是阻止載流子的擴散運動的。
綜上所述，PN結(jié)中存在著兩種載流子的運動。一種是多子克服電場的阻力的擴散運動；另一種是少子在內(nèi)電場的作用下產(chǎn)生的漂移運動。因此，只有當(dāng)擴散運動與漂移運動達到動態(tài)平衡時，空間電荷區(qū)的寬度和內(nèi)建電場才能相對穩(wěn)定。由于兩種運動產(chǎn)生的電流方向相反，因而在無外電場或其他因素激勵時，PN結(jié)中無宏觀電流。
