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为PN结(英语:PN junction)。PN结具有单向导电性,是电子技术中许多器件所利用的特性,例如半导体二极管、双极性晶体管的物质基础。接下来,详细为你说下“pn结是怎么形成的,有哪些基本特性”

 

一、pn结是怎么形成的

在带电薄层中靠近P区一边有不能移动负电荷,在靠近N区一边有不能移动正电荷,正负电荷的存在在接触面处形成了一个电场,称为内建电场。其方向是从N区指向P区。电场两端存在着电位差,称为接触电位差。
由于PN结对载流子的扩散具有阻止作用,所以有时也称PN结为“阻挡层”;内建电场所占据的区域中存在还能移动的正、负电荷,故电场区域又叫做“空间电荷区”。

pn结是怎么形成的

二、有哪些基本特性

从PN结的形成原理可以看出,要想让PN结导通形成电流,必须消除其空间电荷区的内部电场的阻力。很显然,给它加一个反方向的更大的电场,即P区接外加电源的正极,N区接负极,就可以抵消其内部自建电场,使载流子可以继续运动,从而形成线性的正向电流。而外加反向电压则相当于内建电场的阻力更大,PN结不能导通,仅有极微弱的反向电流(由少数载流子的漂移运动形成,因少子数量有限,电流饱和)。当反向电压增大至某一数值时,因少子的数量和能量都增大,会碰撞破坏内部的共价键,使原来被束缚的电子和空穴被释放出来,不断增大电流,最终PN结将被击穿(变为导体)损坏,反向电流急剧增大。
这就是PN结的特性(单向导通、反向饱和漏电或击穿导体),也是晶体管和集成电路最基础、最重要的物理原理,所有以晶体管为基础的复杂电路的分析都离不开它。比如二极管就是基于PN结的单向导通原理工作的;而一个PNP结构则可以形成一个三极管,里面包含了两个PN结。二极管和三极管都是电子电路里面最基本的元件。

有哪些基本特性