雪体物理学黄尾第七章半辱体电予论20050406 PN结势垒作用 正负载流子在PN结处聚集,在PN结内部形成电场-一自建场。这个电场对于N区的电子和P区 的空穴是一个势垒。 势垒的作用一方面阻止N区大浓度的电子向P区扩散,另一方面也阻止P区大浓度的空穴向N区扩 散。平衡PN结中是载流子的扩散和漂移运动的相对平衡 由于扩散和漂移形成平衡电荷分布,满足玻耳玆曼统计规律,N区和P区热平衡下电子浓度分别为 n=n e =N 两式相比."P_。-qD体,HP=n.C、q2/kr N区和P区热平衡下空穴浓度之比 =e -q p/kgT 2.PN结的正向注入 当PN结加有正向偏压一—P区为正电压,如图XCH00701401~02所示。外电场与自建场方向相 反,外电场减弱PN结区的电场,使原有的载流子平衡受到破坏。这种情况下,势垒降低,电子从 N区扩散到P区,空穴从P区扩散到N区,形成比较显著的正向电流,称为非平衡载流子一一称为 PN结的正向注入。 XCH00701401 XCH00701402 N区 P-+ N (D-v) E ···●c 区 PN 电流密度的计算 由于正向注入,P区边界电子的浓度变为n REVISED TIME: 0S-5-26 CREATED BY XCH固体物理学_黄昆_第七章 半导体电子论_20050406 PN 结势垒作用 正负载流子在 结处聚集，在 结内部形成电场——自建场。这个电场对于 N 区的电子和 P 区 的空穴是一个势垒。 PN PN 势垒的作用一方面阻止 N 区大浓度的电子向 P 区扩散，另一方面也阻止 P 区大浓度的空穴向 N 区扩 散。平衡 PN 结中是载流子的扩散和漂移运动的相对平衡。 由于扩散和漂移形成平衡电荷分布，满足玻耳兹曼统计规律，N 区和 P 区热平衡下电子浓度分别为： k T E E N B F n N e − − − − = 0 ， k T E qV E P B D F n N e + − − − − = ( ) 0 两式相比： qV k T N P D B e n n / 0 0 − = ， qV k T P N D B n n e 0 0 − / = N 区和 P 区热平衡下空穴浓度之比： qV k T P N D B e p p / 0 0 − = 2. PN 结的正向注入 当 结加有正向偏压—— P 区为正电压，如图 XCH007_014_01~02 所示。外电场与自建场方向相 反，外电场减弱 结区的电场，使原有的载流子平衡受到破坏。这种情况下，势垒降低，电子从 N 区扩散到 P 区，空穴从 P 区扩散到 N 区，形成比较显著的正向电流，称为非平衡载流子——称为 结的正向注入。 PN PN PN 电流密度的计算 由于正向注入，P 区边界电子的浓度变为 P n REVISED TIME: 05-5-26 - 2 - CREATED BY XCH