二极管的PN结介绍

二极管的PN结介绍

纯净半导体中掺入微量的杂质元素，形成的半导体称为杂质半导体。半导体根据掺入的杂质元素的不同，可以分为P 型半导体和N 型半导体。二极管有PN 结，采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P 型半导体和N 型半导体制作在同一块半导体基片上，在它们的交界处形成空间电荷区称之为PN 结，PN 结具有单向导电性。

PN 结形成

当把P 型半导体和N 型半导体制作在一起时，在它们的交界面处，由于两种半导体多数载流子的浓度差很大，因此P 区的空穴会向N 区扩散，同时，N 区的自由电子也会向P 区扩散，如图1 所示。图中虚线箭头表示P 区中空穴的移动方向，实线箭头表示N 区中自由电子的移动方向。

图1 P 区与N 区中多数载流子的扩散运动

扩散到P 区的自由电子遇到空穴会复合，扩散到N 区的空穴与自由电子也会复合，所以在交界面处多子的浓度会下降，P 区出现负离子区，N 区出现正离子区，称为空间电荷区。出现空间电荷区以后，由于正负电荷之间的相互作用，在空间电荷区会形成一个电场，电场方向由带正电的N 区指向带负电的P 区。由于这个电场是由载流子扩散运动(即内部运动)形成的，而不是外加电压

形成的，故称为内电场。随着扩散运动的进行，空间电荷区会加宽，内电场增强，其方向正好阻止了P 区中的多子空穴和N 区中的多子自由电子的扩散。

在内电场电场力的作用下，P 区的少子自由电子会向N 区漂移，N 区的少子空穴也会向P 区漂移。漂移运动的方向正好与扩散运动的方向相反。从N 区漂移到P 区的空穴补充了原来交界面上P 区失去的空穴，而从P 区漂移到N 区的自由电子补充了原来交界面上N 区所失去的自由电子，这就使得空间电荷变