关于PN结的疑惑？

只看该作者 · 2011-6-11 10:37

模电里对于PN结正向导通的描述是：正向偏置，加剧扩散运动，耗尽层变窄，消弱了内电场。这些东西本来早已烂记于心，可今天重温基础知识，突然感觉这种表述有点问题。
毫无疑问，正向偏置加剧扩散运动，但是我感觉内电场随之也是加强了，而不是减弱了。我们都知道，pn结即使是正向导通，也有一个导通电压。如果现在pn结两端的正向电压小于导通电压，pn结就没有电流通过，但是这个电压已经加剧了扩散运动，所以原来的扩散和漂移平衡被打破，从而达到新的平衡。新的平衡中的扩散运动比原来的强了，所以新的平衡中的漂移运动也肯定比原来的强了，依然漂移增强了，就说明内电场是增强了，而不是减弱了。

本人对基础知识掌握不太牢固，忘各位过路大侠批评指正。

只看该作者 · 2011-6-11 13:38

没细看你的描述。
正向电压越大，加在PN结两端的外电场越大U=Ed，而内电场要平衡外电场必须减小d，而U基本不变，所以内电场E增大，d减小也就意味着耗尽层变窄。

只看该作者 · 2011-6-11 20:06

我现在也在复习模电，对于这个问题我这样理解不知道对不对。
在PN结做好时，PN结内扩散与漂移运动会达动态平衡。
当正向偏置时，外电场打破内电场的阻碍扩散运动的效果。由于外加电压也要形成电流回路，外加电源负极释放的自由电子流经耗尽层的时候电势能减小了，也就是说受到的阻力没那么大了，这样自由电子能更多的进入耗尽层。很多自由电子进入耗尽层的结果是自由电子会与耗尽层靠近N区的正离子中和了，而N区本征激发的少子是空穴，一出来就会被自由电子复合。这样耗尽层变薄。而另一方面自由电子空穴的浓度差异仍旧存在，这样扩散运动出现自由电子空穴复合又会让耗尽层变厚。这样只要外电压不变，耗尽层一薄一厚也终归要平衡。所谓内电场增强与减弱的说法完全是要看耗尽层是厚还是薄吧。
不知道对不对，请高手指教。

只看该作者 · 2011-6-12 12:26

我也正在复习。说说个人理解。
第一种想法：
漂移变强了，但扩散也变强了。内电场应该是漂移和扩散共同决定。
第二种想法：
从大的方面想，外电场和内电场方向相反。内电场肯定会受到外电场的压制。内电场对外程现变小了。

希望和大家一起讨论

只看该作者 · 2011-6-12 18:57

内电场是那些不能够移动的由掺入杂质的带电原子核（离子）形成的，浓度有限，P区负离子，N区正离子，PN结的耗尽层（理解：耗尽的含义），很少有能够自由移动的电荷，只有那些被共价键固定的，相见而不能相遇的带电粒子（当然当受到的冲击够大的时候，也会雪崩），类似于电容的极板，一边带正电，一边带负电，形成了所谓的内建电场，PN结正偏的时候，耗尽层很薄，是因为多子的浓度高，堆积在耗尽层的两侧并向对方渗透，在渗透的过程中相遇就会复合，释放能量（发光、发热等）等等，内电场减弱，PN结反偏的时候，经过分析，耗尽层会变宽，内电场会增强......

只看该作者 · 2011-6-12 23:30

"
如果现在pn结两端的正向电压小于导通电压，pn结就没有电流通过
"
这句是错误的。PN结一直有电流的，跟PN结偏压成指数关系的那个公式。

只看该作者 · 2011-6-17 13:45

楼主：
PN结正向偏置时，外加电场与内建电场的方向相反，内建电场必定减弱。由于P区与N区无孤立离子，这样对于外加电场而言可以认为是电阻极小的，那么外加电场可以直接认为是加在内建电场两端。这样内电场对多子的扩散运动的阻碍作用变小了，外加电场驱使扩散运动顺利进行。这样相对而言，空间电荷区变薄，多子扩散运动占绝对主流，而多子是靠外加电源提供的自由电子不断补充，在P区与N区自由电子总与空穴的运动方向相反。你说的，这种情况下，扩散运动加剧我认可，内电场也加强我不认可。另外耗尽层不可能无限变薄，因为存在势垒，当势垒减小到一定程度时，自由电子与空穴就可以直接越过势垒区（耗尽层）去目标区（空穴去N区，自由电子去P区）而不再与正负离子中和。因此耗尽层尽管在扩散运动占主流的情况下，仍然是变窄而不是变宽，那么内电场由于空间电荷减少只会减弱。
漂移运动是由于内电场的存在才发生但是少子的量在PN结做好的时候就固定了。内电场变弱，漂移运动是不会加强的（无论少子的数量与少子运动的速度都不会）。漂移运动只会让耗尽层变窄。
PN结新的平衡不再是未加电压时的扩散与漂移的平衡，应该是外加电压与内电场共同作用的平衡吧。
以上是我个人的一点总结不知对不对。

只看该作者 · 2011-6-20 10:45

只看该作者 · 2011-7-7 17:59

5# pjy
你所说的：
PN结正偏的时候，耗尽层很薄，是因为多子的浓度高，堆积在耗尽层的两侧并向对方渗透

这里面的多子浓度高，是不是因为有外加电源啊？正偏的时候，外加电压在N区提供了大量的电子，导致N区多子浓度增高？

关于PN结的疑惑？

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