什么是n型和p型半導(dǎo)體?在純凈半導(dǎo)體硅中摻入五價(jià)元素磷,其外層的五個(gè)電子和硅原子的4個(gè)電子組成共價(jià)鍵時(shí),半導(dǎo)體會有大量帶負(fù)電荷的電子,這種電子偏多的半導(dǎo)體稱為N型半導(dǎo)體。如果在純凈半導(dǎo)體硅中摻入三價(jià)元素硼后,半導(dǎo)體中的電子偏少,產(chǎn)生大量的空穴(可以看作正電荷),這種空穴偏多的半導(dǎo)體稱為P型半導(dǎo)體。
如果設(shè)法是半導(dǎo)體的一部分是N型,另一部分是P型的,這樣做構(gòu)成了一個(gè)理想的突變結(jié)。在P區(qū)域中有大量的空穴,而在N區(qū)域中有大量的電子,形成了載流子的不均勻狀態(tài),因而N區(qū)濃度大的載流子電子就會向P區(qū)擴(kuò)散,而P區(qū)濃度大的載流子空穴就會向N區(qū)擴(kuò)散,形成擴(kuò)散電流。擴(kuò)散的結(jié)果是N區(qū)的電子減少,在N區(qū)的一邊出現(xiàn)帶正電子的原子,即正離子。同樣P區(qū)由于空穴減少,使P區(qū)一邊出現(xiàn)帶負(fù)電的負(fù)離子。例子質(zhì)量較大,不會移動,因此在P區(qū)和N區(qū)的交界處就形成了一個(gè)一邊帶正電荷、另一邊帶負(fù)電荷的空間電荷區(qū),這就是PN結(jié)。
關(guān)于二極管pn結(jié)
二極管是一種常見的半導(dǎo)體元件。二極管為一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的p-n結(jié),在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層,并建有自建電場。當(dāng)不存在外加電壓時(shí),由于p-n 結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。
二極管是一種具有兩個(gè)電極的裝置,只允許電流由單一方向流過,其電流只能由陽極流向負(fù)極。具有單向?qū)щ娦?,具有正?fù)兩個(gè)端子,許多的使用是應(yīng)用其整流的功能。廣泛應(yīng)用于各類電子電路中。如電源系列、汽車電子、消費(fèi)類電子等。這就是二極管整流電路的工作原理,對此穎展電子向大家進(jìn)一步詳細(xì)介紹其原理特征:
1.正向?qū)ǎ寒?dāng)在PN結(jié)上加上正向電壓后,P區(qū)連接電源正極,N區(qū)連接電源負(fù)極,PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài),通過測試,如果試燈上有電流流過,燈泡被點(diǎn)亮。
2.反向截止:當(dāng)在PN結(jié)上加上反向電壓后,P區(qū)連接電源負(fù)極,N區(qū)連接電源正極,PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài),如試燈上無電流流過,燈泡處于熄滅狀態(tài)。
3.反向擊穿:按機(jī)理分為齊納擊穿和雪崩擊穿兩種情況。在高摻雜濃度的情況下,因勢壘區(qū)寬度很小,反向電壓較大時(shí),破壞了勢壘區(qū)內(nèi)共價(jià)鍵結(jié)構(gòu),使價(jià)電子脫離共價(jià)鍵束縛,產(chǎn)生電子-空穴對,致使電流急劇增大,這種擊穿稱為齊納擊穿。如果摻雜濃度較低,勢壘區(qū)寬度較寬,不容易產(chǎn)生齊納擊穿。
當(dāng)反向電壓增加到較大數(shù)值時(shí),外加電場使電子漂移速度加快,從而與共價(jià)鍵中的價(jià)電子相碰撞,把價(jià)電子撞出共價(jià)鍵,產(chǎn)生新的電子-空穴對。新產(chǎn)生的電子-空穴被電場加速后又撞出其它價(jià)電子,載流子雪崩式地增加,致使電流急劇增加,這種擊穿稱為雪崩擊穿。
對于二極管pn結(jié)的問題想必大家已經(jīng)明白,二極管其實(shí)就是一個(gè)PN結(jié),在P區(qū)與N區(qū)的鄰界面兩側(cè)存在空間電荷層,并形成自建電場,當(dāng)無外加電壓時(shí),由于擴(kuò)散電流與漂移電流相等而處于平衡狀態(tài);當(dāng)外加正向電壓時(shí),外加電場與自建電場相互抵消,擴(kuò)散電流增加引起了正向電流,使得電路處于導(dǎo)通狀態(tài);當(dāng)外加反向電壓時(shí),外加電場與自建電場進(jìn)一步加強(qiáng),形成反向飽和電流,使得電路處于截止?fàn)顟B(tài);當(dāng)外加反向電壓相當(dāng)高時(shí),產(chǎn)生大量電子空穴對,出現(xiàn)反向擊穿現(xiàn)象。
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