困扰多年, 我哪里理解错了,求科普一个PN节的问题
- 无证程序员虽然是基础问题,但一直没好意思问.在Youtube上看了不少视频,也是两句话带过,还是没明白,求解惑。
PN节。正向电压导通,我能理解,因为外部电压削弱或消除了Depletion Zone的阻碍电场, 加上外部电压的动力,所以电子流动,形成电流。但反向电压, 虽然外部电源电势方向与内部Depletion Zone的电场方向一致,会把大部分电子都吸引到N端。但是,此时电源负极在P端能够提供大量电子,为什么不能源源不断提供电子从P->N,形成电流呢? - scautc呃,这个问题从未想过
- klizet
- bluefeather17外加电场和内电场反向,抵消掉内电场,载流子才会扩散和漂移
所以导通以后的管压降正好就是内电场电势 - 青菜面标记 iOS fly ~
- scpjlz是刚接触模电吗?其实不用研究得那么细,只要知其然就行了。 iOS fly ~
- scpj闲着没事,给LZ简单讲讲吧。
首先,先来说说PN结。
硅原子有四个电子,由于电子不容易移动,所以是不良导体。
如果注入5价(5个电子)的磷元素,那么就会有一个电子没有组成牢固的共价键,这个电子很容易在物质中移动
如果注入的是3价(3个电子)的硼元素,那么就会多出一个没有电子的空位(空穴),这个空穴非常容易吸引电子当形成PN结时,N结边界的部分电子会扩散到P结,使得N结边界带
+
电,P结边界带
-
电。而中间这个电场区域就是PN结。而中间的这个电场会阻值电子进一步地扩散进P区。
我的理解是,在电场强度很低,或者没有时,电子自由移动进入空穴的优先级比较高。当过多的电子进入空穴,造成电场比较大时,电场阻止电子移动的势能与电子想要进入空穴的势能达到平衡,电子停止扩散行动。
如果电子想要继续进入P区,必须获得额外能量,以克服P结负电场的场强,能量为必须大于0.7V。
正向偏置当足够电压(0.7V)的电源接入PN结时,N极电子获得能量(电子被负极推动),突破了P结负电场的抵抗,耗尽能量的同时得以进入P结与P结的空穴结合。同时电源的正极吸收电子,使刚突破能量场过来的电子又被电源吸走。
这样一出一进,就形成了稳定的电流。
反向偏置电源正极从N极吸收掉大部分电子,使得N极的+电场更加强大。
电源负极给P极注入大量电子,使得P极的-电场更加强大。
电子要从P结到N结去,被P结的PN结-电场所阻挡,最后停止在-电场后面,相当于增加了-电场厚度,
增加到一定程度,电子就无法再进入到P结,电流停止。
- lingcheungPN结是半导体的基础呀,导体和半导体的区别就在这,按理说楼主不该不明白 Send from VAIO ~
- klizet这不是常识能解决的问题,半导体物理的研究生课程都要讲一两个月,更精细一点的话,里面还有量子力学的东西。关键还是在哪个抽象层面隐藏掉细节,去理解整个过程。
- 无证程序员多谢,详细讲解。我最不理解的就是你的最后一段,如下:
“反向偏置
电源正极从N极吸收掉大部分电子,使得N极的 + 电场更加强大。
电源负极给P极注入大量电子,使得P极的 - 电场更加强大。
电子要从P结到N结去,被P结的PN结-电场所阻挡,最后停止在-电场后面,相当于增加了-电场厚度,
增加到一定程度,电子就无法再进入到P结,电流停止。”
我的理解: 内部PN结的阻碍效应应该是:阻止电子N->P, 而不是 P->N. 相反,反向电压偏置时, 内部和外部电场一致(鼓励电子P->N方向), 而此时电源负极在P端提供大量电子, 应该更容易形成电流才对啊?
我知道我理解有错误,应用层面也无需细扣,但是PN结是电子基础,这点想不通,总感觉不舒服啊。 - cyberkiller严重同意这个说法。看过好本模电的教材,对于三极管的内部原理基本都是点到为止,不会有更深入的描写,可能里面的东西真的很复杂。一般的教材都采用这种黑盒子的方式讲授,采用一个特效的模型,采用实验,罗列一些数据,说明三极管的特性,强调会用就行。