pn結是半導體器件中最常用的一種。它由夾雜著摻雜不同種類雜質的p型半導體和n型半導體組成。當這兩種半導體材料接觸時,形成了p-n結。
1.p-n結的形成
p-n結是通過將p型半導體和n型半導體直接接觸在一起形成的。在p型半導體中,雜質原子幾乎全部為三價元素(如硼),而在n型半導體中,雜質原子幾乎全部為五價元素(如磷)。這種雜質結構會導致p型半導體中存在大量空穴,n型半導體中存在大量自由電子,使它們能形成一個類似于電容器的結構——即p-n結。
2.pn結的基本特性
pn結有多種重要特性。首先,它是一種單向導電器件,電流只能在特定方向上通過,通常從p區(qū)域的正端到n區(qū)域的負端。其次,當pn結處于正向偏置時(即正極在p端、負極在n端),會有大量自由載流子穿過pn結從而產生電流,并呈現出一個低電阻狀態(tài)。反之,當pn結處于反向偏置時,低電壓下幾乎不流動電流,但隨著熱激發(fā)和光激發(fā)作用,會在一個很小的電流范圍內產生極高電流。
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