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空間電荷區也稱耗盡層,不能移動的帶電粒子集中在P區和N區交界面附近,形成了一個很薄的空間電荷區。

  空間電荷區


  也稱耗盡層.在PN結中,由於自由電子的擴散運動和內電場導致的漂移運動,使PN結中間的部位(P區和N區交界面)產生一個很薄的電荷區,它就是空間電荷區.


  (1)當P型半導體和N型半導體結合在一起時,由於交界面處存在 載流子濃度的差異 ,這樣電子和空穴都要 從濃度高的地方向濃度低的地方擴散 。但是,電子和空穴都是帶電的,它們擴散的結果就使P區和N區中原來的電中性條件破壞了。P區一側因失去空穴而留下不能移動的負離子,N區一側因失去電子而留下不能移動的正離子。這些不能移動的帶電粒子通常稱為 空間電荷 ,它們集中在P區和N區交界面附近,形成了一個很薄的空間電荷區,這就是我們所說的 PN結 。


  (2)在這個區域內,多數載流子已擴散到對方並複合掉了,或者說消耗殆盡了,因此,空間電荷區又稱為 耗盡層 。


  (3)P區一側呈現負電荷,N區一側呈現正電荷,因此空間電荷區出現了方向由N區指向P區的電場,由於這個電場是載流子擴散運動形成的,而不是外加電壓形成的,故稱為 內電場 。


  (4)內電場是由多子的擴散運動引起的,伴隨著它的建立將帶來兩種影響:一是 內電場將阻礙多子的擴散 ,二是P區和N區的少子一旦靠近PN結,便在內電場的作用下漂移到對方, 使空間電荷區變窄 。


  (5)因此, 擴散運動使空間電荷區加寬,內電場增強,有利於少子的漂移而不利於多子的擴散;而漂移運動使空間電荷區變窄,內電場減弱,有利於多子的擴散而不利於少子的漂移。


  當擴散運動和漂移運動達到動態平衡時,交界面形成穩定的空間電荷區,即 PN結處於動態平衡

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