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PN 结

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|圖片 = [[File:O4YBAFplw6WATy35AADaoKEGN0g747.png|缩略图|居中|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=811d46bb1ba23f5fa5736f0878c5c545&currsn=0&ps=62&pc=62 原图链接][https://www.so.com/s?src=lm&ls=s112c46189d&q=PN%E7%BB%93&lmsid=28103b80dc42cf31&lm_extend=ctype%3A3%7Clmbid%3A0 图片来源于360搜索网]]]
}}
'''PN结'''采用不同的掺杂工艺,通过扩散作用,将P型 [[ 半导体 ]] 与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上,在它们的交界面就形成空间 [[ 电荷 ]] 区称为PN结(英语:PN junction)。PN结具有单向导电性,是电子技术中许多器件所利用的特性,例如半导体 [[ 二极管 ]] 、双极性晶体管的物质基础。
=='''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。
=='''形成原理'''==
===杂质半导体===
N型半导体(N为Negative的字头,由于 [[ 电子 ]] 带负 [[ 电荷 ]] 而得此名):掺入少量杂质 [[ ]] 元素(或锑元素)的硅晶体(或锗晶体)中,由于 [[ 半导体 ]][[ 原子 ]] (如硅原子)被杂质原子取代,磷原子外层的五个外层电子的其中四个与周围的半导体原子形成 [[ 共价键 ]] ,多出的一个电子几乎不受束缚,较为容易地成为自由电子。于是,N型半导体就成为了含电子浓度较高的半导体,其导电性主要是因为自由电子导电。 [1]
P型半导体(P为Positive的字头,由于 [[ 空穴 ]] 带正电而得此名):掺入少量杂质 [[ ]] 元素(或铟元素)的硅晶体(或锗晶体)中,由于半导体原子(如硅原子)被杂质原子取代,硼原子外层的三个外层电子与周围的半导体原子形成共价键的时候,会产生一个“空穴”,这个空穴可能吸引束缚电子来“填充”,使得硼原子成为带负电的离子。这样,这类半导体由于含有较高浓度的“空穴”(“相当于”正电荷),成为能够导电的物质。 [2]
===PN结的形成===
PN结的形成其实就是在一块完整的硅片上,用不同的掺杂工艺使其一边形成N型半导体,另一边形成P型半导体,那么在两种半导体的交界面附近就形成了PN结。
在形成PN结之后,由于N型半导体区内的 [[ 电子 ]] 数量多于空穴数量,而P型半导体区内的空穴数量多于电子数量,所以在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差。这样,电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。
最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。在P型半导体和N型半导体的结合面两侧,留下 [[ 离子 ]] 薄层,这个离子薄层形成的空间 [[ 电荷 ]] 区称为PN结。PN结的内电场方向由N区指向P区。在空间电荷区,由于缺少多子,所以也称耗尽层。<ref>[http://www.eepw.com.cn/article/275373.htm PN结原理],电子产品世界网,2015-06-08</ref>
=='''主要特性'''==
1、PN结加正向电压时导通
如果 [[ 电源 ]] 的正极接P区,负极接N区,外加的正向 [[ 电压 ]] 有一部分降落在PN结区,PN结处于正向偏置。 [[ 电流 ]] 便从P型一边流向N型一边,空穴和电子都向界面运动,使空间电荷区变窄,电流可以顺利通过,方向与PN结内电场方向相反,削弱了内电场。于是,内电场对多子扩散运动的阻碍减弱,扩散电流加大。扩散电流远大于漂移电流,可忽略漂移电流的影响,PN结呈现低阻性。
2、PN结加反向电压时截止
=='''作用介绍'''==
[[File: 王振耀Aejqe2k3ese.jpg|缩略图|居中|250px|[httphttps://pic8image.nipicso.com/20100621/2163148_003328533247_2.jpg 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.nipicck365.comcn/baike/show1/33177552618.html 图片来源于 呢图 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。
2、齐纳击穿
[[File: 王振耀S20111494949646.jpg|缩略图|居中|250px|[httphttps://pic8image.nipicso.com/20100621/2163148_003328533247_2.jpg 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.nipicck365.comcn/baike/show1/33177554058.html 图片来源于 呢图 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。
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