为什么半导体中PN结的P区是负离子,N区的是正离子

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-05-31
关于PN结的说法,书上说N为负电P为正电为何内电场是由N区流向P区的?百度百科上面说N为正极P为负

N型半导体中的电子被渗透过来的空穴复合,是原本呈现中性的材料在PN结的N区结合部形成了局部带正电的区域,同理,P区由于电子的扩散而局部带负电,因此内部形成了N指向P区的内电场

P区的空穴被N区过来电子填了,就带负电了,你可这样理解,两个区本来都是电中性,后来一群电子从N区跑到P区,电子本身是负电荷,N区少了电子带了正电,P区多了电子电荷带了负电

在P型半导体和N型半导体结合后,由于N型区内自由电子为多子空穴几乎为零称为少子,而P型区内空穴为多子自由电子为少子,在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差。

由于自由电子和空穴浓度差的原因,有一些电子从N型区向P型区扩散,也有一些空穴要从P型区向N型区扩散。它们扩散的结果就使P区一边失去空穴,留下了带负电的杂质离子,N区一边失去电子,留下了带正电的杂质离子。

开路中半导体中的离子不能任意移动,因此不参与导电。这些不能移动的带电粒子在P和N区交界面附近,形成了一个空间电荷区,空间电荷区的薄厚和掺杂物浓度有关。

扩展资料:

在极低温度下,半导体的价带是满带,受到热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位。

在一定温度下,电子- 空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡,此时半导体具有一定的载流子密度,从而具有一定的电阻率。温度升高时,将产生更多的电子- 空穴对,载流子密度增加,电阻率减小。无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率较大,实际应用不多。

温度一定,本征半导体中载流子的浓度是一定的,并且自由电子与空穴的浓度相等。当温度升高时,热运动加剧,挣脱共价键束缚的自由电子增多,空穴也随之增多(即载流子的浓度升高),导电性能增强;当温度降低,则载流子的浓度降低,导电性能变差。

参考资料来源:百度百科--半导体



在P型半导体和N型半导体结合后,由于N型区内自由电子为多子空穴几乎为零称为少子,而P型区内空穴为多子自由电子为少子,在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差。

由于自由电子和空穴浓度差的原因,有一些电子从N型区向P型区扩散,也有一些空穴要从P型区向N型区扩散。它们扩散的结果就使P区一边失去空穴,留下了带负电的杂质离子,N区一边失去电子,留下了带正电的杂质离子。

开路中半导体中的离子不能任意移动,因此不参与导电。这些不能移动的带电粒子在P和N区交界面附近,形成了一个空间电荷区,空间电荷区的薄厚和掺杂物浓度有关。

扩展资料

pn结工作原理:

如果将PN结加正向电压,即P区接正极,N区接负极,如右图所示。由于外加电压的电场方向和PN结内电场方向相反。在外电场的作用下,内电场将会被削弱,使得阻挡层变窄,扩散运动因此增强。

这样多数载流子将在外电场力的驱动下源源不断地通过PN结,形成较大的扩散电流,称为正向电流。由此可见PN结正向导电时,其电阻是很小的。加反向电压时PN结变宽,反向电流很小;如果PN结加反向电压。

此时,由于外加电场的方向与内电场一致,增强了内电场,多数载流子扩散运动减弱,没有正向电流通过PN结,只有少数载流子的漂移运动形成了反向电流。由于少数载流子为数很少,故反向电流是很微弱的。因此,PN结在反向电压下,其电阻是很大的。

由以上分析可以得知:PN结通过正向电压时可以导电,常称为导通;而加反向电压时不导电,常称为截止。这说明:PN结具有单向导电性。

参考资料来源:百度百科-PN结



首先需要明确一点,那就是不管是掺杂什么杂质离子进去,半导体原本就是显电中性的。

P型半导体加入硼3+,出现被称为多子的空穴,保持电中性;
N型半导体加入磷5+,出现被称为多子的自由电子,保持电中性;
P型和N型的半导体互相结合形成二极管,在浓度差的驱使下,进行扩散运动,导致P型得到一个电子,在原本电中性的情况下,多出一个电子(负性),所以显负性,也就是低电势位;
N型失去一个电子,相当于由电中性,变成失去一个负电子,根据电平衡,就变成正离子,形成高电势位;
高低电势位导致在二极管中形成内电场,阻止扩散运动,促使P/N的少子进行漂移,直到扩散运动和漂移运动达到平衡,也就是所谓的开路二极管或常态二极管状态。

我在这个 问题上也有疑惑,看了一些东西,自己理解的是:P型半导体掺入3价元素B,多子为空穴,空穴(不是正电荷,正负电荷湮灭成光子释放的能量比空穴和电子结合释放的能量多,好像是这样的)带正电,N型掺入5价元素P,多子为电子。在形成PN结的过程中,P型失去空穴(相当于得到电子,失正得负),B得到一个电子,留下负离子。N型失去电子,P失去电子,留下正离子,产生电场。

P区有大量空穴 N区有大量电子 (但它们各自不带电是中性的) N区电子向P区移动而失去电子带+电, P区因得到电子填充了空穴而带-电, P区-电场和N区的+电场 阻止N区电子向P移动 和 阻止P区空穴向N区移动, ……这就是PN结

括号内的是重点

  • P型半导体和N型半导体和PN结对外显什么电性?为什么?
    答:第三,但是当他们形成PN结时 P区掺入了比如说硼 三价元素 此时 多数载流子是空穴 载流子是可以移动的 剩下的负离子是不可移动的 所以P区带负电 这里的正负指的是他本身的带电性。第四,P型半导体的定义是 空穴浓度大于自由电子浓度的杂质半导体,N型半导体是自由电子浓度大于空穴浓度的杂质半导体。
  • 关于pn结
    答:(2)接触后的,PN结两侧是带电荷的,只是P区一侧带负电,N区一侧带正电,而且两侧电荷量相等(因为电子空穴成对复合的),所以整体显电中性。带电荷的区域叫空间电荷区,能阻止进一步的复合,下面解释。(3)P区带负电,N区带正电后,由电力学知,电力线从正电荷指向负电荷,从而P区负电荷与N区正...
  • 空间电荷区跟PN结有什么区别
    答:(1)当P型半导体和N型半导体结合在一起时,由于交界面处存在 载流子浓度的差异 ,这样电子和空穴都要 从浓度高的地方向浓度低的地方扩散 。但是,电子和空穴都是带电的,它们扩散的结果就使P区和N区中原来的电中性条件破坏了。P区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子,N区一侧因失去电子而留下...
  • 在模电中,关于pn结的其中一个问题:P区是空穴多,空穴带的是正电,应该显...
    答:虽然没看到你的图在哪里,但我猜那个正负符号应该是指离子。P型材料、N型材料本身是电中性的。二者接触后,P型部分区域的空穴被复合,P区带负电;N区的电子被复合后带正电。PN结对外仍然是电中性的。
  • 半导体器件物理_复习重点
    答:回答:第一章PN结1.1PN结是怎么形成的?耗尽区:正因为空间电荷区内不存在任何可动的电荷,所以该区也称为耗尽区。空间电荷边缘存在多子浓度梯度,多数载流子便受到了一个扩散力。在热平衡状态下,电场力与扩散力相互平衡。p型半导体和n型半导体接触面形成pn结,p区中有大量空穴流向n区并留下负离子,n区中有大...
  • 在半导体PN结中,因扩散运动形成内建电场,这个电场方向是从N到P,
    答:载流子消失.因此在界面附近的结区中有一段距离缺少载流子,却有分布在空间的带电的固定离子,称为空间电荷区.P 型半导体一边的空间电荷是负离子,N 型半导体一边的空间电荷是正离子.正负离子在界面附近产生电场,这就是P-N结的两边产生内建电场.这电场阻止载流子进一步扩散,达到平衡.希望能对您有所帮助.
  • 二极管PN结原理
    答:用不同的掺杂工艺使其一边形成N型半导体,另一边形成P型半导体,我们称两种半导体的交界面附近的区域为PN结。在空间电荷区形成后,由于正负电荷之间的相互作用,在空间电荷区形成了内电场,其方向是从带正电的N区指向带负电的P区。显然,这个电场的方向与载流子扩散运动的方向相反,阻止扩散。
  • PN结合二极管是一个概念么?
    答:PN结的形成 (1)当P型半导体和N型半导体结合在一起时,由于交界面处存在载流子浓度的差异,这样电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。但是,电子和空穴都是带电的,它们扩散的结果就使P区和N区中原来的电中性条件破坏了。P区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子,N区一侧因失去电子而...
  • PN结二极管的单向导电性原理
    答:原理:当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。二极管的单向导电性是由PN结的特性说决定的。在P型和N型半导体的交界面附近,由于N区的自由电子浓度大,于是带负电荷的自由电子会由N区向电子浓度低的P区扩散,扩散的结果使PN结中靠P区一侧带负电...
  • pN结为什么靠N区域正电荷电位高?
    答:PN结的形成在一块本征半导体在两侧通过扩散不同的杂质,分别形成N型半导体和P型半导体。此时将在N型半导体和P型半导体的结合面上形成如下物理过程:扩散到对方的载流子在P区和N区的交界处附近被相互中和掉,使P区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子,N区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。这样在...