在PN结原理讲解中,漂移电流和扩散电流平衡,怎么理解呀?

在PN结原理讲解中,漂移电流和扩散电流平衡,怎么理解呀?,第1张

1、漂移电流的理解:

在一个PN结二极管中,电子和空穴分别是P区和N区的少数载流子。由于载流子的扩散形成的从P到N区的扩散电流,恰好能与等量相反的漂移电流平衡。 在一个偏置的PN结中,漂移电流与偏置无关,这是因为少数载流子的数量与偏置电压无关。但由于少数载流子可以通过升温产生,漂移电流是和温度有关的。

2、扩散电流平衡的理解:

pn结中多子从浓度大向浓度小的区域扩散,称扩散运动,扩散运动产生扩散电流。与之相对的有漂移运动,少子向对方漂移,称漂移运动 漂移运动产生漂移电流。

从N区漂移到P区的空穴补充了原来交界面上P区所失去的空穴,从P区漂移到N区的电子补充了原来交界面上N区所失去的电子,这就使空间电荷减少,内电场减弱。因此,漂移运动的结果是使空间电荷区变窄,扩散运动加强。最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。

扩展资料:

PN结特性概述

从PN结的形成原理可以看出,要想让PN结导通形成电流,必须消除其空间电荷区的内部电场的阻力。很显然,给它加一个反方向的更大的电场,即P区接外加电源的正极,N区结负极,就可以抵消其内部自建电场,使载流子可以继续运动,从而形成线性的正向电流。

而外加反向电压则相当于内建电场的阻力更大,PN结不能导通,仅有极微弱的反向电流(由少数载流子的漂移运动形成,因少子数量有限,电流饱和)。

当反向电压增大至某一数值时,因少子的数量和能量都增大,会碰撞破坏内部的共价键,使原来被束缚的电子和空穴被释放出来,不断增大电流,最终PN结将被击穿(变为导体)损坏,反向电流急剧增大。

这就是PN结的特性(单向导通、反向饱和漏电或击穿导体),也是晶体管和集成电路最基础、最重要的物理原理,所有以晶体管为基础的复杂电路的分析都离不开它。

比如二极管就是基于PN结的单向导通原理工作的;而一个PNP结构则可以形成一个三极管,里面包含了两个PN结。二极管和三极管都是电子电路里面最基本的元件。

参考资料来源:百度百科-pn结

半导体扩散电流的本质是载流子会从高浓度区向低浓度区扩散。根据查询相关资料显示半导体中载流子浓度分布不均匀时,载流子会从高浓度区向低浓度区扩散。扩散电流是PN结中由载流子扩散运动形成的电流。扩散运动则是载流子顺浓度梯度,由浓度高的区域向浓度低的区域运动的现象。在不受外加电压影响的PN结中,P区的多子空穴向N区扩散,N区的多子自由电子向P区扩散。当载流子通过两种半导体的交界面后,在交界面附近的区域里,P区扩散到N区的空穴与N区的自由电子复合,N区扩散到P区的自由电子与P区的空穴复合。电流方向指向空穴移动方向(或自由电子移动的反方向),扩散电流由P区指向N区。

楼主,不光是权威的书,我想任何一本关于半导体物理的书应该都是这样讲述PN结的,这个应该不难理解,载流子不仅仅是受到了电场力才移动,浓度差也是载流子移动的另一个因素。物质从高浓度向低浓度的地方扩散,应该可以看作是其固有的一种物理属性,不必深究。想想其他的例子,生活中物质从高浓度向第浓度扩散的例子应该很多的。所以您不必再迷思苦想了,扩散应该是一种很自然很好理解的现象,只要有浓度差,物质总有从高浓度向低浓度扩散的趋势,直至到新的浓度平衡。如果您要深究其原因的话就麻烦了,就好比,我问你一个问题,比如热传递现象,热量会自发的从高温物体传向低温物体(只要两者有一个温度差),这个道理应该很好接受很好理解,但您要深究其原因的话,那就麻烦了。您说是不是啊?


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