空間電荷區和耗盡區區別

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空間電荷區和耗盡區區別

空間電荷區是PN結的一部分。

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,這就是我們所説的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,或者説消耗殆盡了,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,伴隨着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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