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深入解析PN结和P、N型半导体

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:下面用硅晶体来解释N型半导体和P型半导体,原理是相通的。现在仍然是电中性,但有可移动正电荷的半导体,成为P型半导体。脊波导型激光器结构:异质结激光器结构:P型半导体与N型半导体结合形成了PN结,PN结呈现的特性是半导体光电世界的基础。P型半导体材料与N型相同,叫同质结,不相同叫异质结,异质结使得半导体激光器取得突破性进展。

深入解析PN结和P、N型半导体

带可移动正电荷半导体是P型半导体,激光器探测器的本质是一个 PN结。

闪锌矿结构:大部分的Ⅲ~Ⅴ族化合物半导体(如GaAs)具有闪锌矿结构,它与金刚石晶格的结构类似,只是两个相互套购的面心立方副晶格中的组成原子不同,其中一个副晶格为Ⅲ族原子(Ga),另一个副晶格为Ⅴ族原子(As)。

下面用硅晶体来解释N型半导体和P型半导体,原理是相通的。

B是硼原子,放在Si的位置,但只有3个电子,还能共享么?

原子核的正电荷数量与电子的负电荷数量相等的本征半导体,呈现电 中性。

缺一个电子,价带中形成一个可移动的空穴(Hole,正电荷)。现在仍然是电中性,但有可移动正电荷的半导体,成为P型半导体。

多一个电子,价带中形成一个可移动的电子(负电荷)。现在的半导体就成了带可移动负电荷的半导体,称为N型半导体,这个可移动的电荷,就是载流子

垂直腔面发射激光器(VCSEL)结构也有N型、P型半导体。

波导型(RWG)激光器结构:

异质结(BH)激光器结构:

P型半导体与N型半导体结合形成了PN结,PN结呈现的特性是半导体光电世界的基础。

空穴是载流子,电子也是载流子,空穴多,叫作多数载流子,简称多子;电子少,叫作少数载流子,简称少子。

空穴扩散,电子扩散,P型半导体和N型半导体结合后,形成一个特殊的区域PN结:(www.xing528.com)

这个PN结有了空穴,有了电子,能形成电势么?这是电势,内建电势。有了电势,就拥有了能量。

PN结的内在电势,阻止空穴和电子继续扩散,最后形成平衡状态。

有一天这种平衡被打破了,外加电场带来源源不断的可移动的空穴和电子,攻破了PN结的内建电势。

空穴的正向移动,电子的反向移动,首次突破PN结内建电势,这是正向导通电压。

总结:

(1)P型半导体与N型半导体结合,扩散作用形成PN结。

(2)PN结内建电势,阻止空穴与电子进一步扩散,形成平衡。

(3)外加正向电场,空穴正向跑,电子逆向跑,PN结正向导通。

(4)外加反向电场,空穴阻止电子,电子阻止空穴,PN结反向截止。

(5)外加特大反向电场,攻破电子与空穴的阻止力,PN结反向击穿。

P型半导体材料与N型相同,叫同质结,不相同叫异质结,异质结使得半导体激光器取得突破性进展。

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