pn结空间电荷区完全耗尽

pn结空间电荷区完全耗尽
当一个PN结被正向偏置时，电流通过结的方向被允许，而反向电
流被阻止。

PN结的形成是由于半导体材料中的不同杂质掺入而造成的。

掺入的杂质分为两种：五价杂质，如磷或砷，会在沿着PN结的N端掺
入杂质，形成N区；三价杂质，如硼或铝，会在沿着PN结的P端掺入
杂质，形成P区。

当N区和P区接触时，形成一个PN结。

PN结的形成引起了电荷区的形成，其中P区被称为P型电荷区，N区被称为N型电荷区。

在正向偏压作用下，外加电压使得P型电荷区变得更加负载，同
时N型电荷区变得更加带正电。

当电势在PN结上增加时，阻碍电子和
空穴通过结的障碍变小。

电流开始通过结并且电势差继续使得更多的
载流子通过结。

随着电流的增加，电荷区开始耗尽。

当耗尽区趋近到完全耗尽时，电场在PN结上变得非常强大，以至
于它能够抵消由于电子和空穴再组合而形成的势垒电动势。

此时，再
增大电势差不会进一步增加电流通过结的数量。

PN结的形成耗尽掉了
电荷区的移动电荷，使得电荷区形成一个几乎没有可移动载流子的区域。

完全耗尽电荷区的宽度取决于PN结的特性，包括材料的类型和掺杂浓度。

当结完全耗尽时，几乎没有电流通过结，除非应用的电压超过了材料的击穿电压。

当电压超过击穿电压时，电流会突然增加，导致结的破坏。

完全耗尽电荷区的形成在PN结的应用中具有重要意义。

在二极管中，完全耗尽电荷区的存在使得二极管能够只允许电流在一个方向上通过。

在正向偏置时，电流可以顺利通过结；在反向偏置时，电流几乎没有通过结的可能。

此外，在光电二极管和太阳能电池中，完全耗尽电荷区的存在使得光能可以转化为电能。

当光子撞击PN结时，会产生束缚电子与载流子对的解离。

由于PN结的条件，电子会被P区吸引，空穴会被N区吸引。

这种解离产生了电势差，从而形成了电流。

总之，当PN结形成时，P型电荷区和N型电荷区形成了一个完全耗尽电荷区。

在完全耗尽电荷区中，没有可移动的载流子，电荷区上的电场阻止了电流的流动。

完全耗尽电荷区的存在赋予了PN结特殊的
电学特性，在二极管、光电二极管和太阳能电池等器件中发挥着重要作用。