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三极管的事情原理

2023-12-05

1、N型半导体:又称为电子型半导体。在纯净的硅晶体中通过特殊工艺掺入少量的五价元素(如磷、砷、锑等)而形成,其内部自由电子浓度远大于空穴浓度。以是,N半导体内部形成带负电的多数载流子——自由电子,而少数载流子是空穴。N型半导体主要靠自由电子导电。由于自由电子主要由所掺入的杂质提供,以是掺入的五价杂质越多,自由电子的浓度就越高,导电性能就越强。而空穴由热引发形成,情形温度越高,热引发越强烈。


2、P型半导体:又称为空穴型半导体。在纯净的硅晶体中掺入三价元素(如硼)而形成,其内部空穴浓度远大于自由电子浓度。以是,P型半导体内部形成带正电的多数载流子——空穴,而少数载流子是自由电子。P型半导体主要靠空穴导电。由于空穴主要由所掺入杂质原子提供,掺入三价的杂质越多,空穴的浓度就越高,导电性能就越强。而自由电子是由热引发形成,情形温度越高,热引发越强烈。


3、PN结及特征:P型和N型半导体接触时,在界面周围空穴从P型半导体向N型半导体扩散,电子从N型半导体向P型半导体扩散。空穴和电子相遇而复合,载流子消逝。因此在界面周围的结区中有一段距离缺少载流子,却有内建一个由N区指向P区的内电chang。由于内电chang是由多子建成,以是到达平衡后,内建电chang将阻挡多数载流子的扩散,但不能阻止少数载流子。P区和N区的少数载流子一旦靠近PN结,便在内电chang的作用下漂移到对方。


下面,讲一下PN结的单向导电性。


外加正向电压(正偏):在外电chang作用下,多子将向PN结移动,效果使空间电荷区变窄,内电chang被削弱,有利于多子的扩散而倒霉于少子的漂移,扩散运动起主要作用。效果,P区的多子空穴将源源一直的流向N区,而N区的多子自由电子亦一直流向P区,这两股载流子的流动就形成了PN结的正向电流。


外加反向电压(反偏):在外电chang作用下,多子将背离PN结移动,效果使空间电荷区变宽,内电chang被zeng强,有利于少子的漂移而倒霉于多子的扩散,漂移运动起主要作用。漂移运动发生的漂移电流的偏向与正向电流相反,称为反向电流。因少子浓度很低,反向电流远小于正向电流。当温度一准时,少子浓度一定,反向电流险些不随外加电压而转变,故称为反向饱和电流。


4、扩散和漂移:多数载流子移动时扩散,少数载流子移动时漂移。


5、复合:电子和空穴相遇就会复合,大量的电子-空穴对复合就形成电流。


6、空间电荷区:也称耗尽层。在PN结中,由于自由电子的扩散运动和内电chang导致的漂移运动,使PN结中央的部位(P区和N区接壤面)发生一个很薄的电荷区,它就是空间电荷区。在这个区域内,多数载流子已扩散到对方并复合掉了,或者说消耗殆尽了,因此空间电荷区又称为耗尽层。P区一侧泛起负电荷,N区一侧泛起正电荷,因此空间电荷区泛起了偏向由N区指向P区的内电chang。内电chang将阻碍多子的扩散,而少子一旦靠近PN结,便在内电chang的作用下漂移到对方。


PN结正偏时,内电chang削弱,有利于多子的扩散而倒霉于少子的漂移;PN结反偏时,扩散运动使空间电荷区加宽,内电changzeng强,有利于少子的漂移而倒霉于多子的扩散。


7、内电chang:PN结周围空间电荷区中,偏向由N区指向P区的内电chang。内电chang对多数载流子起隔离作用,而对少数载流子起导通作用。


8、载流子:可以自由移动的带有电荷的物质微粒,如电子和离子。金属中为电子,半导体中有两种载流子即电子和空穴。


9、少数载流子:P型半导体地少数载流子是自由电子,N型半导体中是空穴。


10、二极管:单向导电性。正偏多数载流子可以通过,反偏少数载流子可以通过。反偏时P型半导体和N型半导体不能提供源源一直的少数载流子,以是反偏近似无电流。


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