PN结

硅原子8电子平衡:单晶硅。

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纯净单晶硅“本征半导体”(intrinsic semiconductor)

让他导电,就要掺杂

掺入磷原子:会有电子,叫做N型半导体

掺入硼原子:会有空穴(hole),叫做P型半导体

取一块本征半导体,一半是N型,一半是P型。在两者交界处电子移动,叫做“扩散运动”

运动前各自电中和,但运动后N型正,P型负。形成电场(由N到P),电子受到由P到N的力

这些电子的运动被称为“漂移运动”,会阻碍扩散运动变大(阻碍扩散运动的内电场)

这样子就会形成一个动态平衡,这就是PN结(PN Junction)


如果我们外接电源。

如果P区接正极,通过PN结就可以传

PN结会越来越窄,那样子就可以成功导通了。

(注意,外电压要足以克服内电场才能导通,一般是0.7V)


倒转电源正负极:

N区电子被吸引走,P区电子流入填补空穴。

PN结在不断变宽(内电场增强)

这块半导体就是断开的状态

此时漂移运动加强。电压越高,内电场也会被加强

能量达到阈值时,共价键里面的电子会被撞出来(有点像链式反应)

那此时就会产生大量空穴和电子

这就叫“雪崩击穿”(Avalanche Breakdown),会产生大量热

因此它叫一个二级管

PN结对光也很敏感,因此也可以做光伏电池