多子在pn结形程过程中产生如何从pn结的电流方程称为什么电流'

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pn结加反向电压形成的电流为什么会很小?
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书上是这么说的:“因为少子的数目极少,即使所有的少子都参与漂移运动,反向电流也非常小”。
这里的少子说的是电子,但电子可以来自于其他元件啊?
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有几点的:
PN结有自建电场
也就是说没有外加电压他也内部存在这个电场,这个自建电场的方向是从N到P,
载流子扩散是个基本过程,空间存不存 ...
书上说的不止这一句吧?前后文联系起来读。
是的,电流一大就烧了。
你要看此时载流子的浓度,这是决定电阻率的主要因素。
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书上说的不止这一句吧?前后文联系起来读。
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对于我这个问题,我感觉重要的就这句话。
我觉得书上并没有说明白这个问题
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本帖最后由 小逻辑 于
15:07 编辑
有几点的:
& && &1&&PN结有自建电场&&也就是说没有外加电压他也内部存在这个电场,这个自建电场的方向是从N到P,
& && &2&&载流子扩散是个基本过程,空间存不存在电场,扩散趋势都会存在 它取决于是否存在载流子浓度梯度。
& && &3&&加反向电压时,耗尽区电场得到加强,势垒增大,也就是阻碍了多子扩散运动,多子从浓度大的一边往浓度小的一边扩散要克服更高的势垒,你也可以理解为多子一跃入耗尽层马上会被加强的电场反向加速拉回来,而两边的少子只要一跃入耗尽区就会被加速从一边跑到另一边,这个少子跳入是个统计量,它要不要越过某个面是个几率问题,这也弱解释了反偏电流为什么与外加反向电压大小没多大关系,除非你的反向加压达到雪崩倍增和隧穿。
& && &4& &耗尽区内存在着载流子净复合和产生率不为零,这个也能形成电流,你要从那个电流连续性方程来理解的,空间存在电流源头的点是在该点处有电荷密度随时间变化。
& && && &&&至于你说的电子来自于其他器件,你要这么理解的,水桶能装多少水是有最短的那块木板决定的,所以你讨论一个电路要考虑每个器件,PN结中电流转换是通过载流子的复合产生过程来实现的,你不能把它看成一个简单的电阻,它没有这么大的自由度。
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我认为外加电压应该比耗尽层的电压要高,然后N区的电子或其他元件的电子在外加电压的作用下应该可以通过电源,运动到P区,由于外电压的作用,电子应该有足够的能量通过耗尽层(其中有些复合),从而形成回路
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是的,电流一大就烧了。
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当加反向电压时,电子和空穴分别向pn结的两端移动,那么在N区的电子会通过导线吗?
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你要看此时载流子的浓度,这是决定电阻率的主要因素。
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把问题描述得更清楚点希望能得到更有说服力的答案:
pn结不是有内电场吗,那么我在二极管两端用导线联结,应该也会有电流啊!
你可能会说该电压不够大,但是当在二极管两端加反向电压时,该电压产生的电场与内电场方向是一致的,这样就应该有足够的电压了吧!应该会产生电流吧
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热门推荐 /4关于pn结反向偏置电流小的理解
pn结是p(加了三价元素),n(加了五价元素),当结合成pn结时,因为p,n之间的粒子浓度不同,下面一起来学习一下:
pn结是p(加了三价元素),n(加了五价元素),当结合成pn结时,因为p,n之间的粒子浓度不同,所以发生了扩散运动,p中的空穴比n中的多,所以空穴由p、向n扩散移动,形成了扩散电流,而当空穴和自由电子结合后再结合处形成了正负离子的交界,(因为空穴和自由电子结合,使得本来的+3,+5价元素变成了不能移动的空间电荷区)这就形成了内电场(电场由n指向p),内电场阻碍了扩散运动,最终内电场与扩散运动平衡。
当外加正电压(p接+,n接-)时,发生正偏,有助于扩散运动,使得内电场越来越小,最终消失,使得pn结导通,
当外加反向电压时(p-,n+),发生反偏,阻碍了扩散运动,内电场加大,使得多子的移动减弱,(因为一个元素带正电荷和负电荷,然而+5价成负电势自由电子为多子,空穴为少子;+3价反之,因为扩散运动是多子由高浓度向低浓度移动,但是因为反偏使得扩散减弱,多子难以流向低浓度,并且+5也有少子移动的,这是概率事件,反偏有助于少子的移动,但是少子移动确实概率事件,而且是很小概率的事,所以电流与电压电阻的大小无关,所以就算电压大,电流也不会大,当电压大时也就是电阻大了,所以反偏电阻大,电流小)。
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PN结的形成与特性先容
    
PN结的形成与特性介绍
PN结的定义:在一块本征半导体中,掺以不同的杂质,使其一边成为P型,另一边成为N型,在P区和N区的交界面处就形成了一个PN结。 PN结的形成 (1)当P型半导体和N型半导体结合在一起时,由于交界面处存在载流子浓度的差异,这样电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。但是,电子和空穴都是带电的,它们扩散的结果就使P区和N区中原来的电中性条件破坏了。P区一侧因失往空穴而留下不能移动的负离子,N区一侧因失往电子而留下不能移动的正离子。这些不能移动的带电粒子通常称为空间电荷,它们集中在P区和N区交界面四周,形成了一个很薄的空间电荷区,这就是我们所说的PN结,如图1所示。(2)在这个区域内,多数载流子或已扩散到对方,或被对方扩散过来的多数载流子(到了本区域后即成为少数载流子了)复合掉了,即多数载流子被消耗尽了,所以又称此区域为耗尽层,它的电阻率很高,为高电阻区。 (3)P区一侧呈现负电荷,N区一侧呈现正电荷,因此空间电荷区出现了方向由N区指向P区的电场,由于这个电场是载流子扩散运动形成的,而不是外加电压形成的,故称为内电场,如图2所示。(4)内电场是由多子的扩散运动引起的,伴随着它的建立将带来两种影响:一是内电场将阻碍多子的扩散,二是P区和N区的少子一旦靠近PN结,便在内电场的作用下漂移到对方,使空间电荷区变窄。 (5)因此,扩散运动使空间电荷区加宽,内电场增强,有利于少子的漂移而不利于多子的扩散;而漂移运动使空间电荷区变窄,内电场减弱,有利于多子的扩散而不利于少子的漂移。当扩散运动和漂移运动达到动态平衡时,交界面形成稳定的空间电荷区,即PN结处于动态平衡。PN结的宽度一般为0.5um。 PN结的单向导电性 PN结在未加外加电压时,扩散运动与漂移运动处于动态平衡,通过PN结的电流为零。 (1)外加正向电压(正偏) 当电源正极接P区,负极接N区时,称为给pN结加正向电压或正向偏置,如图3所示。由于PN结是高阻区,而P区和N区的电阻很小,所以正向电压几乎全部加在PN结两端。在PN结上产生一个外电场,其方向与内电场相反,在它的推动下,N区的电子要向左边扩散,并与原来空间电荷区的正离子中和,使空间电荷区变窄。同样,P区的空穴也要向右边扩散,并与原来空间电荷区的负离子中和,使空间电荷区变窄。结果使内电场减弱,破坏了PN结原有的动态平衡。于是扩散运动超过了漂移运动,扩散又继续进行。与此同时,电源不断向P区补充正电荷,向N区补充负电荷,结果在电路中形成了较大的正向电流IF。而且IF随着正向电压的增大而增大。(2)外加反向电压(反偏) 当电源正极接N区、负极接P区时,称为给PN结加反向电压或反向偏置。反向电压产生的外加电场的方向与内电场的方向相同,使PN结内电场加强,它把P区的多子(空穴)和N区的多子(自由电子)从PN结四周拉走,使PN结进一步加宽,PN结的电阻增大,打破了PN结原来的平衡,在电场作用下的漂移运动大于扩散运动。这时通过PN结的电流,主要是少子形成的漂移电流,称为反向电流IR。由于在常温下,少数载流子的数目未几,故反向电流很小,而且当外加电压在一定范围内变化时,它几乎不随外加电压的变化而变化,因此反向电流又称为反向饱和电流。当反向电流可以忽略时,就可以为PN结处于截止状态。值得留意的是,由于本征激发随温度的升高而加剧,导致电子一空穴对增多,因而反向电流将随温度的升高而成倍增长。反向电流是造成电路噪声的主要原因之一,因此,在设计电路时,必须考虑温度补偿题目。 综上所述,PN结正偏时,正向电流较大,相当于PN结导通,反偏时,反向电流很小,相当于PN结截止。这就是PN结的单向导电性。 PN结的伏安特性 伏安特性曲线:加在PN结两真个电压和流过二极管的电流之间的关系曲线称为伏安特性曲线,如图4所示。u>0的部分称为正向特性,u<0的部分称为反向特性。它直观形象地表示了PN结的单向导电性。式中iD――通过PN结的电流 vD――PN结两真个外加电压 VT――温度的电压当量,VT=kT/q=T/V,其中k为波耳兹曼常数(1.38×10C23J/K),T为热力学温度,即尽对温度(300K),q为电子电荷(1.6×10C19C)。在常温下,VT≈26mV。 e――自然对数的底 Is――反向饱和电流,对于分立器件,其典型值为10-8~10-14A的范围内。集成电路中二极管PN结,其Is值则更小. 由此可看出PN结的单向导电性。 PN结的击穿特性 当PN结上加的反向电压增大到一定数值时,反向电流忽然剧增,这种现象称为PN结的反向击穿。PN结出现击穿时的反向电压称为反向击穿电压,用VB表示。反向击穿可分为雪崩击穿和齐纳击穿两类。 (1)雪崩击穿 当反向电压较高时,结内电场很强,使得在结内作漂移运动的少数载流子获得很大的动能。当它与结内原子发生直接碰撞时,将原子电离,产生新的"电子一空穴对"。这些新的"电子一空穴对",又被强电场加速再往碰撞其它原子,产生更多的"电子一空穴对"。如此链锁反应,使结内载流子数目剧增,并在反向电压作用下作漂移运动,形成很大的反向电流。这种击穿称为雪崩击穿。显然雪崩击穿的物理本质是碰撞电离。 (2)齐纳击穿 齐纳击穿通常发生在掺杂浓度很高的PN结内。由于掺杂浓度很高,PN结很窄,这样即使施加较小的反向电压(5V以下),结层中的电场却很强(可达左右)。在强电场作用下,会强行促使PN结内原子的价电子从共价键中拉出来,形成"电子一空穴对",从而产生大量的载流子。它们在反向电压的作用下,形成很大的反向电流,出现了击穿。显然,齐纳击穿的物理本质是场致电离。采取适当的掺杂工艺,将硅PN结的雪崩击穿电压可控制在8~1000V。而齐纳击穿电压低于5V。在5~8V之间两种击穿可能同时发生。 PN结的电容效应 PN结具有一定的电容效应,它由两方面的因素决定。一是势垒电容CB,二是扩散电容CD。 (1)势垒电容CB 势垒电容是由空间电荷区的离子薄层形成的。当外加电压使PN结上压降发生变化时,离子薄层的厚度也相应地随之改变,这相当PN结中存储的电荷量也随之变化,如同电容的充放电。势垒电容的示意图见图5。(2)扩散电容CD扩散电容是由多子扩散后,在PN结的另一侧面积累而形成的。因PN结正偏时,由N区扩散到P区的电子,与外电源提供的空穴相复合,形成正向电流。刚扩散过来的电子就堆积在P区内紧靠PN结的四周,形成一定的多子浓度梯度分布曲线。反之,由P区扩散到N区的空穴,在N区内也形成类似的浓度梯度分布曲线。扩散电容的示意图如图01.10所示。 当外加正向电压不同时,扩散电流即外电路电流的大小也就不同。所以PN结两侧堆积的多子的浓度梯度分布也不同,这就相当电容的充放电过程。势垒电容和扩散电容均是非线性电容。(end)
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PN结的导电①如果把PN结弄断,单独P区如何导电?②物理上说电流是由于电子的移动产生的.PN结正偏时,P结中导电的是多子空穴,③PN结反偏时,为什么电流截止?(别说内电场增强而阻止,内电场方向跟反偏时电流要求方向是一致的,只能促进)
1.单独的P区变了非本征半导体,半导体内以空穴导电为主.2.初中高中物理上是很经典的说法.电子导电,空穴也能导电.只不过电子带负电荷空穴带正电荷.3.宏观上说,PN结正向电阻较低,反向电阻很高是造成反偏时电流截止的原因.微观上,外加的反偏电压使PN结耗尽层内的势垒高度增加,使电子和空穴更难越过到达耗尽层外,只能在耗尽层内运动.请注意耗尽层内的电流有因浓度差形成的扩散流和外加电压和内建电势共同作用 所形成的漂移流,它们方向是相反的.你说的内电场增强,电流方向是一致,这个电流只是漂移流,而随着漂移流的增大,冶金结两边的载流子浓度也会变大,导致扩散流增大,最终它们是互相抵消的,对外不导通.关键是有内建势垒的存在,反偏下载流子是不能越过的.当反偏电压到达一定值后,会发生击穿,这时就有了反向导通,有电流通过.
与《PN结的导电①如果把PN结弄断,单独P区如何导电?②物理上说电流是由于电子的移动产生的.PN结正偏时,P结中导电的是多子》相关的作业问题
pn结正偏电压大于0.7V就有电流 再问: 如果有电流,那PN结内就有空穴与电子,那么怎么还能有内建电场? 再答: pn结内建电场是个定值,正偏电压达到0.7V时内建电场被抵消了,不是它本身不存在了再问: 内建电场是由于空间电荷区内流失多子出现不能移动的带电离子而产生,正偏时PN结内有电流,对电场不会有影响吗? 再答:
放大状态:三极管的PN极只有处在正偏才能正常工作(放大).但是如果正偏过大,超出三极管的饱和电压,就会出现饱和,失去放大功能.反偏当然不能工作了.截止了.
PN结正偏时( 导通 ),反偏时( 截止 ),所以PN结具有单向导电性.
p区正极 N区负极
但是外加电场更强大 所以才会让他导通的 硅管的0.7V其实就是一个表征这个电场强度的
1.导通,截止,单向.5.共发射极,共集电极,共基极.6.等效电路法,图解法.7.交越,甲乙类.9.小,大,小.10.电容,变压器,直接.
你的问题提得很好,接触到了问题的实质.但是你的说法不够准确,应该说:饱和了,集电结正偏了,为什么还是少子的漂移电流?以NPN管为例.你已经知道,在BJT中,当线性放大时,发射极与基极之间的PN结(发射结)是正偏的,电子流自发射区流入基区,是多子的扩散电流(即正向电流);但电子进入基区后,少部分与基区的空穴复合,形成基极
BC正偏,BE反偏只要BE结不击穿,也相当于一个三极管,只是HFE很小,一般小于10.BC正偏,BE正偏分好几种情况,比较复杂,如果仅仅是饱和状态,也分大电流和小电流的情况,基极电压仍有一定的调节能力.如果C结的电压已经接近或低于E结,就相当于两个二极管并联,可以认为没有相互作用.BC反偏,BE反偏两个结均截止,只有很
为反向放大状态,但是因为晶体管结构的关系,这时的电流放大系数很小,故一般不用;只是在某些特殊情况下才会用到.
第一空;M接电流表负接线柱第二空;M接电流表3a接线柱
霜是空气中的水蒸气凝华雾是空气中的水蒸气液化
C.线圈此时正好处于平\C.将通电导线放在一个蹄型磁体两极之间D.将通电导线放在磁场中并与磁感线垂直的位置上
您的意思是关于n求极限?也就是x是一个固定的值?如果是这样的话,可以直接得到(x/2^n)趋近于0,sin(x/2^n)的极限就是x/2^n了,然后最终的结果可得sinx/x
设32g氧气和足量的氮气反应生成NO的质量为x,N2+O2 =2NO && 32&& 60&& 32g&& x∴3232g=60x,解之得:x=60g;此次闪电所产生的NO的质量为:1.50×107KJ×1KJ×60g=50
理论基础:导体是内部具有较多可以自由移动的电荷的物体.绝缘体是内部没有或者有很少可以自由移动的电荷的物体.+代表空穴带正电-代表电子带负电两竖线之间表示无自由移动电子或空穴部分,相当于绝缘体没加电压时:P ++| |-- N当P加低电压N加高电压时,空穴会被P区的外加电压带负电荷的电极向左吸引,电子会被向右吸引.同时空
你忽略了重要的一点.你只考虑了PN结两端的情况.但是不要忘了,如果要导电的话,电子还要流过PN结的中间部分.现在PN结是反接的,所以对于PN结,外电场是向左的(你图上也画了),而P区空穴才是多子,电子是少子,因此外电场不利于多子的扩散.所以是无法导电的.这就是PN结的单向导电性.
多子和少子都是指载流子.在P型半导体材料中,空穴多,自由电子少,空穴是多子自由电子是少子;在N型半导体中正好相反,自由电子是多子,空穴是少子.也有说成“多数子、少数子”的,还有叫做“多数载流子、少数载流子”的,含义一样.
你的理解有偏颇. 再问: 我也觉得这种理解有问题,那么,请不吝赐教。 再答: p性半导体和金属片制作在一起,可以形成pn结,一般肖特基二极管就是这个原理。 那个是内建场对少子的抽取,和扩散电流相抵消。扩散是要有浓度梯度的,内建场的存在使中间的浓度梯度降低了。再问: 肖特基二极管是n型和不活跃金属形成的二极管,可是p型和
1.电子是逆电场线而行的2.掺杂的杂质本身是电中性的,电离出电子后才显示正电性3.什么叫少子没有载体?电子在固体内部运动载体是什么意思? 再问: .感谢您的回答,什么叫少子没有载体?电子在固体内部运动载体是什么意思? 就是说随着内电场的加强,书中说扩散就会减弱,这时少数载流子活动反而更加活跃,也就是漂移加强了,我不懂的}

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