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40.什么是PN结?PN结的最大特点是什么?
采用不同的掺杂工艺,通过扩散作用,将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区,称为“PN结”。
如果为“PN结”的两端加载正向电压(称为正向偏置),即电源正极接P区,负极接N区,如图50所示。由于正向偏置时外加电场与内电场的方向相反,很大程度地削弱了内电场,使空间电荷区变窄,有利于载流子扩散运动的进行。多数载流子能够顺利通过“PN结”,形成正向电流。
图50 PN结的正向偏置
如果在PN结两端加载反向电压(称为反向偏置),即电源正极接N区,负极接P区,如图51所示。这样,外电场与内电场方向一致,外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和电子移走,使得空间电荷区变宽,导致多数载流子的扩散运动难以进行。当反向电压不超过一定的范围时,反向电流的大小基本恒定,此时,称为反向饱和电流。如果反向电压过高,PN结就会被击穿(反向电流突然增大)。
图51 PN结的反向偏置
此外,在外电场的作用下,P区的少数载流子(电子)和N区的少数载流子(空穴),将漂移越过PN结,形成微小的反向电流。尽管此电流很小,但受温度影响很大。
总之,PN结加载正向电压时导通,加载反向电压时截止。由此可以得出结论,PN结具有单向导电性。