半导体物理中,关于PN结,为什么正向偏压时,Efn高于Efp,而反向偏压时Efp高于Efn

半导体物理中,关于PN结,为什么正向偏压时,Efn高于Efp,而反向偏压时Efp高于Efn,第1张

当n区相对P区有负电压,且当负电压低于-0.6V(即绝对值大于0.6V)时,就会产生一个P区到N区的大电流;当有正电压时,在小于击穿电压之前电流可以忽略不计。二极管的基本性质可以通过考虑耗尽层的电压和电场来理解。正向偏压即在N区加一个相对P区的负电压。这样会导致PN结内建电势的减小,其变化趋势如图3e所示。PN结内建电势的减小会导致电场以及耗尽区宽度的减小,如图d、c和b所示。二极管内部电压的减小和耗尽区宽度的减小开始允许电流导通二极管。

p型半导体上加正偏压,其中的空穴(多子)会在电场作用下向金属端移动,金属中含有的自由电子向p型半导体端移动,并在界面处被复合,金半结导通。

p型半导体上加负偏压,界面处在电场作用下耗尽曲变宽,金半结不导通,仅有很小的漏电流。

在半导体上外加与电流方向垂直的磁场,会使得半导体中的电子与空穴受到不同方向的洛伦兹力而在不同方向上聚集,在聚集起来的电子与空穴之间会产生电场,电场力与洛伦兹力产生平衡之后,不再聚集,此时电场将会使后来的电子和空穴受到电场力的作用而平衡掉磁场对其产生的洛伦兹力,使得后来的电子和空穴能顺利通过不会偏移,这个现象称为霍尔效应。而产生的内建电压称为霍尔电压。


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