1、一.P-N結(jié)合 (1) (2) 但若將數(shù)片P或N型半導(dǎo)體加以適當?shù)慕M合，則會產(chǎn)生各種不同的物理特性，而使半導(dǎo)體零件的功能更多彩多姿。今天我們要先看看把一塊P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體結(jié)合起來的情況。,PN結(jié)工作原理,P型,N型,(3) 當一塊P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體結(jié)合起來時（P型摻雜硼是受主、N型摻雜磷是施主），如下圖所示，由于P型半導(dǎo)體中有很多的電洞，而N型半導(dǎo)體中有許多電子，所以當P-N結(jié)合起來時，結(jié)合面附近的電子會填入電洞中，P-N結(jié)合起來時，如下圖a)所示。,或許你會以為N型半導(dǎo)體中的電子會不斷的透過接合面與電洞結(jié)合，直到所有的電子或電洞 消失為止。事實上，靠近接合面的N型半導(dǎo)體失去了電子后

2、就變成正離子，P型半導(dǎo)體失去了一些電洞后就變成負離子，如上圖(b)所示。,PN結(jié)工作原理,此時正離子會排斥電洞，負離子會排斥電子，因而阻止了電子、電洞的繼續(xù)結(jié)合，而產(chǎn)生平衡之狀態(tài)。 (4) 在P-N接合面(P-Njunction)附近沒有載體(電子或電洞)，只有離子之區(qū)域稱為空乏區(qū)(depletioNregion) 。 (5) 空乏區(qū)的離子所產(chǎn)生的阻止電子、電洞通過接合面的力量，稱為障礙電位(potential barrier) 。障礙電位視半導(dǎo)體的摻雜程度而定，一般而言，Ge 的P-N接合面約為0.20.3V，而Si 的P-N接合面約為0.60.7V。,二.正向偏壓 (1) 若把電池的正端接

3、P型半導(dǎo)體，而把負端接N型半導(dǎo)體，如下圖,PN結(jié)工作原理,2) 若外加電源E 足夠大而克服了障礙電位，則由于電池的正端具有吸引電子而排斥電洞的特性，電池的負端有吸引電洞而排斥電子之特性，因此N型半導(dǎo)體中的電子會越過P-N接合面而進入P 型半導(dǎo)體與電洞結(jié)合，同時，電洞也會通過接合面而進入N型半導(dǎo)體內(nèi)與電子結(jié)合，造成很大的電流通過P-N接合面。 (3) 因為電池的負端不斷的補充電子給N型半導(dǎo)體，電池的正端則不斷的補充電洞給P型半導(dǎo)體，(實際上是電池的正端不斷的吸出P型半導(dǎo)體中之電子，使P 型半導(dǎo)體中不斷產(chǎn)生電洞) ，所以通過P-N接合面的電流將持續(xù)不斷。 (4) P-N接合在加上正向偏壓時，所通過

4、之電流稱為正向電流(IF) 。,PN結(jié)工作原理,三.反向偏壓 (1) 現(xiàn)在如果我們把電池的正端接N而負端接P，則電子、電洞將受到E之吸引而遠離接合面，空乏區(qū)增大，而不會有電子或電洞越過接合面產(chǎn)生接合，如下圖所示，此種外加電壓之方式稱為反向偏壓。,(2) 當P-N接合面被加上反向偏壓時，理想的情形應(yīng)該沒有反向電流(Ir=0)才對，然而，由于溫度的引響，熱能在半導(dǎo)體中產(chǎn)生了少數(shù)的電子電洞對，而于半導(dǎo)體中有少數(shù)載體存在。在P-N接合面被接上反向偏壓時，N型半導(dǎo)體中的少數(shù)電洞和P 型半導(dǎo)體中的少數(shù)電子恰可以通過P-N接合面而結(jié)合，故實際的P-N接合再加上反向偏壓時，會有一”極小”之電流存在。此電流稱為漏電電流，在廠商的資料中多以Ir表之。 注 ：在實際應(yīng)用時多將Ir忽略,而不加以考慮。,PN結(jié)工作原理,(3) Ir與反向偏壓之大小無關(guān)，卻與溫度有關(guān)。硅，每當溫度升高10，IR就增加為原來的兩倍。,四.崩潰 (Breakdown) (1) 理想中，P-N接合加上反向偏壓時，只流有一甚小且與電壓無關(guān)之漏電電流Ir.。但是當我們不斷把反向電壓加大時，少數(shù)載體將獲得足夠的能量而撞擊、破壞共價鍵，而產(chǎn)生大量的電子一對洞對。此新生產(chǎn)之對子及電洞可從大反向偏壓中獲得足夠的能量去破壞其它共價鍵，這種過程不斷重復(fù)的結(jié)果，反向電流將大量增加，此種現(xiàn)象稱為擊穿或崩潰。 (2) P-N