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PN 结

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=='''发展过程'''==
1935年后贝尔实验室的一批科学家转向研究Si材料，1940年，用 [[ 真空 ]] 熔炼方法拉制出多晶Si棒并且掌握了掺入Ⅲ、Ⅴ族杂质元素来制造P型和N型多晶Si的技术。还用生长过程中掺杂的方法制造出第一个Si的PN结，发现了Si中杂质元素的分凝现象，以及施主和受主杂质的补偿作用。[13]
1948年，[[威廉·肖克利]]的论文《半导体中的P-N结和P-N结型晶体管的理论》发表于贝尔实验室内部刊物。
2、PN结加反向电压时截止
如果电源的正极接N区，负极接P区，外加的反向电压有一部分降落在PN结区，PN结处于反向偏置。则空穴和电子都向远离界面的方向运动，使空间电荷区变宽，电流不能流过，方向与PN结内 [[ 电场 ]] 方向相同，加强了内电场。内电场对多子扩散运动的阻碍增强，扩散电流大大减小。此时PN结区的少子在内电场作用下形成的漂移电流大于扩散电流，可忽略扩散电流，PN结呈现高阻性。
在一定的 [[ 温度 ]] 条件下，由本征激发决定的少子浓度是一定的，故少子形成的漂移电流是恒定的，基本上与所加反向电压的大小无关，这个电流也称为反向饱和电流。
PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流；PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流。由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。<ref>[http://m.elecfans.com/article/1065147.html PN结的工作原理及形成原理],电子发烧友网，019-09-04 </ref>
===伏安特性===
[[File:20140319111103-1342520003.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=PN%E7%BB%93&src=tab_www&correct=PN%E7%BB%93&ancestor=list&cmsid=a03f828b65deefeb715f118a8c7be0bd&cmran=0&cmras=0&cn=0&gn=0&kn=12&fsn=83&adstar=0&clw=246#id=0ceb43647fd3336ba1782e783a8142f2&currsn=0&ps=62&pc=62 原图链接][https://baike.sogou.com/v6732543.htm 图片来源于搜狗网]]]
PN结的伏安特性（外特性）直观形象地表示了PN结的单向导电性。
PN结接入电路后[[电流]]与[[电压]]之间的关系，也就是PN结的 伏安特性 。PN结 的 伏安特性（外特性）直观形象地 表 达式为：示了PN结的单向导电性。
式中iD 因 为 通过PN 扩散运动会使pn 结 产生一个内[[电场]]，而外加 的 电压需要克服这个内电场才能导通 电流 ，vD为PN结两端的外加 。这个 电压 ，VT 称 为 温度的 死区 电压 当量 。如果是硅材料 ， ，其中k为波耳兹曼常 数 （1值大概是0.38×10-23J/K），T为热力学温度 5V左右，如果是锗材料 ， 即绝对温度（300K），q为电子电荷（1数值大概是0.6×10-19C） 1V左右 。 在常温下，VT≈26mV。Is为反 当外加的正 向 饱和 电 流 压在这个数值之上以后 ， 对于分立器件，其典型值为10-8~10-14A 我们知道内电场的形成就是因为PN结两端有正负电荷 的 范围 积累。而一旦客服了 内 。集成 电场这些[[电子]]就能参与到 电路中 二极管PN结 ， 其Is值则更 电流的大 小 就会随电压增大呈现指数增长 。
当vD>>0 反向偏置因为外电场的方向与内电场一致，所以没有死区电压这东西。所以电流大小随电压的增大而增大。但是电流增大的一定数值就不再增大了。因为P区的自由电子数量有限。再大也就那么点。然后我们看图 ， 且vD>VT 当反向电压的大小大到一定程度 时， ；当vD电流会突然暴增。这个现象称为反向击穿。这个电压称为击穿电压。击穿电压数值因材料在几十V到几千V不等。<0，且时，iD≈–IS≈0。ref>[https://www.cnblogs.com/xuhongchuan/archive/2012/11/29/2794622.html PN结的伏安特性],博客园网</ref>
=='''作用介绍'''==
[[File:Aejqe2k3ese.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=PN%E7%BB%93%E7%BB%93%E6%9E%84&src=srp&correct=PN%E7%BB%93%E7%BB%93%E6%9E%84&ancestor=list&cmsid=5a8c5212b0cf37ef575ff688a5612f0d&cmran=0&cmras=0&cn=0&gn=0&kn=0&fsn=60&adstar=0&clw=246#id=240a19fd5e64e4c682226f5e6925359b&prevsn=0&currsn=60&ps=119&pc=60 原图链接][http://www.ck365.cn/baike/1/2618.html 图片来源于测控网]]]
根据PN结的材料、掺杂分布、 几何结构和偏置条件的不同，利用其基本特性可以制造多种功能的晶体 [[ 二极管 ]] 。
如利用PN结单向导电性可以制作 [[ 整流 ]] 二极管、 [[ 检波 ]] 二极管和开关二极管。
利用击穿特性制作稳压二极管和雪崩二极管。
使半导体的光电效应与PN结相结合还可以制作多种光电器件。
如利用前向偏置异质结的载流子注入与复合可以制造 [[ 半导体 ]][[ 激光 ]] 二极管与半导体发光二极管。
利用光辐射对PN结反向电流的调制作用可以制成光电探测器。
利用光生伏特效应可制成 [[ 太阳 ]] 电池。
此外，利用两个PN结之间的相互作用可以产生放大、振荡等多种电子功能。PN结是构成双极型晶体管和场效应晶体管的核心，是现代电子技术的基础。
=='''击穿特性应用'''==
当反向 [[ 电压 ]] 增大到一定值时，PN结的反向 [[ 电流 ]] 将随反向电压的增加而急剧增 加，这种现象称为PN结的击穿，反向电流急剧增加时所对应的电压称为反向击穿电压， PN结的反向击穿有雪崩击穿和齐纳击穿两种。<ref>[http://www.elecfans.com/d/771338.html pn结的基本特性是什么],电子发烧友网，2018-09-06</ref>
1、雪崩击穿
阻挡层中的载流子漂移速度随内部 [[ 电场 ]] 的增强而相应加快到一定程度时，其动能足以把束缚在共价键中的价电子碰撞出来，产生自由 [[ 电子 ]] —空穴对，新产生的载流子在强电场作用下，再去碰撞其它中性 [[ 原子 ]] ，又产生新的自由电子—空穴对，如此连锁反应，使阻挡层中的载流子数量急剧增加，象雪崩一样。雪崩击穿发生在掺杂浓度较低的PN结中，阻挡层宽，碰撞电离的机会较多，雪崩击穿的击穿电压高。
2、齐纳击穿
[[File:S20111494949646.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=PN%E7%BB%93%E7%9A%84%E5%BA%94%E7%94%A8&src=srp&correct=PN%E7%BB%93%E7%9A%84%E5%BA%94%E7%94%A8&ancestor=list&cmsid=8be307ade5ad10cee9b08a713540d7b2&cmran=0&cmras=0&cn=0&gn=0&kn=0&fsn=60&adstar=0&clw=246#id=c3aabee03bdf07a52cbd4e4be5f5baf7&currsn=0&ps=59&pc=59 原图链接][http://www.ck365.cn/baike/1/4058.html 图片来源于测控网]]]
当PN结两边掺杂浓度很高时，阻挡层很薄，不易产生碰撞 [[ 电离 ]] ，但当加不大的反向电压时，阻挡层中的电场很强，足以把中性原子中的价电子直接从 [[ 共价键 ]] 中拉出来，产生新的自由电子—空穴对，这个过程 称为场致激发。一般击穿电压在6V以下是齐纳击穿，在6V以上是雪崩击穿。
3、击穿电压的温度特性
[[ 温度 ]] 升高后，晶格振动加剧，致使载流子运动的平 均自由路程缩短，碰撞前动能减小，必须加大反向电压才能发生雪崩击穿具有正的温度系数，但温度升高，共价键中的价电子能量状态高，从而齐纳击穿电压随温度升高而降低，具有负的温度系数。6V左右两种击穿将会同时发生，击穿电压的温度系数趋于零。
4、稳压二极管
PN结一旦击穿后，尽管反向电流急剧变化，但其端电压几 乎不变（近似为V(BR)，只要限制它的反向电流，PN结 就不会烧坏，利用这一特性可制成稳压 [[ 二极管 ]] ，其主要参数有： VZ 、 Izmin 、 Iz 、 Izmax。
安然
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取自 "https://factpedia.org/wiki/Special:移动版差异/820277"