假如PN结处没有电子的扩散(不形成空间电荷区),那么PN结还具有整流特性吗?
来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/08/23 17:36:53
假如PN结处没有电子的扩散(不形成空间电荷区),那么PN结还具有整流特性吗?
这个字数限制太恶心了。
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两种材料,只要它们的费米能级(电子的能量水平)不一样,接触后都会有扩散现象,最后使它们的费米能级相同.这是理论和实验的结果.
只要有扩散,当建立新的平衡后,就会形成固定的空间电荷区(PN结).这个是必然的.
如果没有空间电荷区,就肯定没有PN结.
没有PN结就没有整流特性了(如同一种材料的其中一段一样).
再问: 知道那个是必然,所以只是假设,只是理想实验。 电子浓度的差异这一因素 在负向不导电情况下 起多大作用? 没有内建电场,只有浓度梯度,就一定是线性电阻吗? http://zhidao.baidu.com/question/324494816.html
再答: 仅仅是电子浓度的差异(先不管这种差异是如何形成的),这一因素不影响导电的正反向。 如果有浓度梯度,就一定不是线性电阻。因为导电性与载流子的浓度成正比。
再问: 一个n型和一个p型 电子浓度和空穴浓度是一样的话,载流子浓度一样,电子浓度有差异。n型中电子所处的能量级别就高,功函数小。这时候np型半导体相接处,加入不发生扩散,你的意思是线性电阻? pn结中,反向不导电的根本原因,若不是电子浓度不一样,难道是内建电场? 总觉得内建电场并不是反向不导电的根本原因。内建电场阻碍这正向的电流,但有利于负向的电流。
再答: “.....np型半导体相接处,加入不发生扩散,.....” 如果这种现象发生了,就没有PN结。就相当于一个N型电阻与一个P型电阻相串联,电阻大小各不相干,正、反向也一样; “pn结中,反向不导电的根本原因” 是由于势垒区电场的增强。因为这时反向电压的电场与内建电场同方向叠加。这种叠加更加抑制了P、N区多子向对方的交流,反而有利于P、N区少子向对方的交流。由于少子的浓度很低,所以因此形成的电流很小,相当于不导电; “内建电场阻碍这正向的电流,但有利于负向的电流。”是对的。这里面的“正向的电流”,当形成时就会较大,“负向的电流”即使有,也是很小的。 PN结电流的方向性,是由内建电场的方向造成的。内建电场进而产生电势差和势垒,想要PN结有电流通过,就要使外加电势削弱内建电场的电势;否则就没有电流。可以说“内建电场是反向不导电的根本原因”。(当然没有P型和N型材料相接触,也不会有PN结和内建电场)
再问: 字数限制 太恶心了!!!
再答: P型区和N型区都对导电影响不大。关键是PN结区,这个是咽喉。相当于将一根导线切断后,这个断口就影响了通过整根导线的电流(并没有电子能预先涌到断口处等待)。当对这根导线加上电压时,由于没有电流,所以电压会直接加在断口处。如果电压足够高就会在断口处放电产生电流。 对于PN结也可以类比。影响导电的不是P型区和N型区,而是PN结(断口)。正向电压时,相当于断口闭合,多数载流子通过;反向电压时,相当于断口分开,没有电流。当反向电压足够高,就产生隧穿电流。
再问: 谢谢,你说的很对,理解的也很深。 反向电压时 相当于断口分开,没有电流。这个的本质原因是什么?加反向电压时为什么不导电? 加反向电压,p区的电子移动到n区形成电流,内建电场和外加的电场都是帮助这一过程的。如果说因为自由电子是少子,所以这一电流小。但是p型半导体利用空穴导电,其实也就是利用价带的电子导电,p型半导体的电阻率并不高说明这些电子是比较容易导电的。
再答: p型半导体的导电,是价带的电子受激跃上了受主杂质能级后,才能导电(价带的电子不能导电。但可以说价带的空穴导电)。这说明电子要能导电,就要获得足够的能量。 另说:有了PN结后,造成了一个势垒(断口,或叫能量的高坡)。加正向电压,使这个断口间隙减小,多子获得较小能量就能越过断口间隙;加反向电压,使这个断口间隙反而增大,少子(如P区的电子)要获得很大的能量才能越过断口间隙。 (如果没有PN结,以上就不成立。但PN结是一个确实存在的现象,所以不能假设没有PN结来讨论)
只要有扩散,当建立新的平衡后,就会形成固定的空间电荷区(PN结).这个是必然的.
如果没有空间电荷区,就肯定没有PN结.
没有PN结就没有整流特性了(如同一种材料的其中一段一样).
再问: 知道那个是必然,所以只是假设,只是理想实验。 电子浓度的差异这一因素 在负向不导电情况下 起多大作用? 没有内建电场,只有浓度梯度,就一定是线性电阻吗? http://zhidao.baidu.com/question/324494816.html
再答: 仅仅是电子浓度的差异(先不管这种差异是如何形成的),这一因素不影响导电的正反向。 如果有浓度梯度,就一定不是线性电阻。因为导电性与载流子的浓度成正比。
再问: 一个n型和一个p型 电子浓度和空穴浓度是一样的话,载流子浓度一样,电子浓度有差异。n型中电子所处的能量级别就高,功函数小。这时候np型半导体相接处,加入不发生扩散,你的意思是线性电阻? pn结中,反向不导电的根本原因,若不是电子浓度不一样,难道是内建电场? 总觉得内建电场并不是反向不导电的根本原因。内建电场阻碍这正向的电流,但有利于负向的电流。
再答: “.....np型半导体相接处,加入不发生扩散,.....” 如果这种现象发生了,就没有PN结。就相当于一个N型电阻与一个P型电阻相串联,电阻大小各不相干,正、反向也一样; “pn结中,反向不导电的根本原因” 是由于势垒区电场的增强。因为这时反向电压的电场与内建电场同方向叠加。这种叠加更加抑制了P、N区多子向对方的交流,反而有利于P、N区少子向对方的交流。由于少子的浓度很低,所以因此形成的电流很小,相当于不导电; “内建电场阻碍这正向的电流,但有利于负向的电流。”是对的。这里面的“正向的电流”,当形成时就会较大,“负向的电流”即使有,也是很小的。 PN结电流的方向性,是由内建电场的方向造成的。内建电场进而产生电势差和势垒,想要PN结有电流通过,就要使外加电势削弱内建电场的电势;否则就没有电流。可以说“内建电场是反向不导电的根本原因”。(当然没有P型和N型材料相接触,也不会有PN结和内建电场)
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再答: P型区和N型区都对导电影响不大。关键是PN结区,这个是咽喉。相当于将一根导线切断后,这个断口就影响了通过整根导线的电流(并没有电子能预先涌到断口处等待)。当对这根导线加上电压时,由于没有电流,所以电压会直接加在断口处。如果电压足够高就会在断口处放电产生电流。 对于PN结也可以类比。影响导电的不是P型区和N型区,而是PN结(断口)。正向电压时,相当于断口闭合,多数载流子通过;反向电压时,相当于断口分开,没有电流。当反向电压足够高,就产生隧穿电流。
再问: 谢谢,你说的很对,理解的也很深。 反向电压时 相当于断口分开,没有电流。这个的本质原因是什么?加反向电压时为什么不导电? 加反向电压,p区的电子移动到n区形成电流,内建电场和外加的电场都是帮助这一过程的。如果说因为自由电子是少子,所以这一电流小。但是p型半导体利用空穴导电,其实也就是利用价带的电子导电,p型半导体的电阻率并不高说明这些电子是比较容易导电的。
再答: p型半导体的导电,是价带的电子受激跃上了受主杂质能级后,才能导电(价带的电子不能导电。但可以说价带的空穴导电)。这说明电子要能导电,就要获得足够的能量。 另说:有了PN结后,造成了一个势垒(断口,或叫能量的高坡)。加正向电压,使这个断口间隙减小,多子获得较小能量就能越过断口间隙;加反向电压,使这个断口间隙反而增大,少子(如P区的电子)要获得很大的能量才能越过断口间隙。 (如果没有PN结,以上就不成立。但PN结是一个确实存在的现象,所以不能假设没有PN结来讨论)