二极管的应用领域 二极管的应用步骤( 三 )


正所谓物以类聚,人以群分,越来越多的磷元素加入了这个富村,每个加入的磷元素都会因为感恩而留出一个电子,这样电子就会越来越多 。
我们把电子占多数载流子的杂质半导体材料称为N型半导体(电子带负电,Negative),如下所示:
此时空穴载流子也是有的,只不过相对电子载流子占少数而已,日子也就这么一天天过下去了…
P型半导体穷村的村长一看N型半导体富村的发展情况,心里不平衡了,于是找富村村长商量一下,可否把我们村的经济情况带动一下,都是一个乡的,差距太大传出去不好 。富村村长稍一思量就答应了,同时跟村里人传达了一下,两村合并如下图所示:
刚刚合并的时候,N型半导体的电子载流子浓度很高,所以很多电子都往P型半导体那边跑,并与其中的空穴复合 。
这个合并的过程也可以认为是P型的空穴向N型扩散,因为电子的移动方向总是与空穴的移动方向相反的,总之是多数载流子向少数载流子区前进,如下图所示:
我们把因浓度差而引起载流子由高浓度区域向低浓度区域的转移,称为扩散 。
理论上讲,两个半导体合并之后,P型半导体中的多数载流子空穴与N型的多数载流子电子会全部复合,但合并开始后,每次电子与空穴的复合,都会相应产生正离子与负离子,它们将产生内部电场力阻碍由于浓度差而带来的扩散 。这个电场力会把P型半导体中的少数载流子电子往N型半导体中转移,同时把N型导体中的少数载流子空穴往P型半导体中转移 。
我们把电场的吸引或排斥作用引起的载流子移动叫做漂移 。
很明显,对于两个材料的合并来说,扩散作用力是起正作用的,而漂移作用是起阻止作用的,这两个作用力是同时开始的 。
刚开始的时候,扩散作用力比漂移作用力大,因此中间有一大片的电子与空穴都复合在一起,最后只留下不能移动的正离子与负离子,但是随着复合的空穴电子越多,留下的正离子与负离子也越来越多,形成的内电场越来越大,最后与扩散能力达到平衡,如下图所示:
N型富村村长一看阻碍力(漂移作用)有点大,与P型穷村村长合计了一下,就先这样吧,不要再继续了,先看看效果如何 。
我们把P型半导体与N型半导体合并后形成的正负电荷区称为PN结(也叫耗尽层),从P型半导体(P区)引出的电极称为A极(anode,阳极),而从N型半导体(N区)引出的电极称为K极(kathode/cathode,阴极),这样就形成了一个二极管了 。
下面我们来看看这个二极管的特性
如下图所示,P区接电压正极,N区接电压负极(称为电压正向偏置)
我们从小到大调整外加电压V来对二极管进行测试 。

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