当N型和P型半导体制作在一起时,会发生一系列现象,这些现象是构成半导体器件的基础。以下是一些关键现象:
1. 内建电势
· 由于载流子的扩散,PN结两侧分别形成了负电荷和正电荷的积累,从而产生了一个内建电势,通常称为接触电势或扩散电势。
2. 耗尽区的形成
· 内建电场会阻止进一步的载流子扩散,导致在PN结附近形成一个几乎没有自由载流子的区域,即耗尽区或空间电荷区。
3. 整流特性
· PN结具有整流特性,即在正向偏置下导通,在反向偏置下截止。这是由外加电压改变了耗尽区的宽度和电场强度所致。
4. 击穿现象
· 当反向偏置电压超过一定值时,PN结会发生击穿,电流急剧增加。击穿可以是雪崩击穿或齐纳击穿。
5. 光电效应
· 当光照射到PN结上时,可以产生光生载流子,这些载流子在电场的作用下被分离,产生光电流,这是光伏效应的基础。
6. 复合和发射
· 在PN结附近,电子和空穴可以复合,释放出能量,这通常是以光的形式。在某些器件中,这种效应被用来制造发光二极管(LED)。
这些现象是半导体器件如二极管、晶体管、太阳能电池和LED等的基本工作原理。集成电路中广泛利用了这些现象来设计和制造各种功能的器件。
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