简介(P—N 构造)

原理

简介

P—N

在制造业，经常用在产品检具的通过与不通过PASS/NO PASS，P值与N值，就是上偏差和下偏差的极限

构造

在一块半导体中，掺入施主杂质(以硅为例，在高纯硅的一端掺入一点点硼、铝、镓等杂质就是p型半导体。在另一端掺入一点点磷、砷、锑等杂质就是n型半导体），使其中一部分成为n型半导体。其余部分掺入受主杂质而成为p型半导体。

原理

单纯的一片p型或n型半导体，仅仅是导电能力增强了，但还不具备半导体器件所要求的各种特性。如果在一块n型（或p型）半导体上再制成一层p型(或n型)半导体，于是在p型半导体和n型半导体的交界处就会形成一个pn结。

当p型半导体和n型半导体“结合”在一起时，由于p型半导体的空穴浓度高，自由电子的浓度低；而n型半导体的自由电子浓度高，空穴浓度低，所以交界面两侧的载流子在浓度上形成了很大的差别。这是就在交界面附近产生了多数载流子的扩散运动。所谓扩散运动，就是载流子由浓度高的地方向浓度低的地方运动，即p区的多数载流子（空穴）向n区扩散，同时n区的多数载流子（电子）向p区扩散。

随着扩散运动的进行，在p区和n区的交界面p区一侧出现一层带负电的粒子区（这是不能移动的电荷）；而在交界面n区一侧出现一层带正电的粒子区。这样，在交界面的两侧就形成了一个空间电荷区。

p型区一边带负电荷的离子，n型区一边带正电荷的离子，因而在结中形成了很强的局部电场，方向由n区指向p区。当pn结上加正向电压（即p区加电源正极，n区加电源负极）时，这电场减弱，n区中的电子和p区中的空穴都容易通过，因而电流较大；当外加电压相反时，则这电场增强，只有原n区中的少数电子和p区中的少数空穴能够通过，因而电流很小。因此p－n结具有整流作用。当具有p－n结的半导体受到光照时，其中电子和空穴的数目增多，在结的局部电场作用下，p区的电子移到n区，n区的空穴移到p区，这样在结的两端就有电荷积累，形成电势差。这现象称为p－n结的光生伏特效应。基于这些特性，用p－n结可制成半导体二极管和光电池等器件。如果在p－n结上加以反向电压（n区加在电源正极，p区加在电源负极），电压在一定范围内，p－n结几乎不通过电流，但当加在p－n结上的反向电压越过某一数值时，发生电流突然增大的现象。这时p-n结被击穿。p－n结被击穿后便失去其单向导电的性能，但结并不一定损坏，此时将反向电压降低，它的性能还可以恢复。根据其内在的物理过程，p－n结击穿可分为雪崩击穿和隧道击穿两种。由于p－n结具有这种特性，一方面可以用它制造半导体二极管，使之工作在一定电压范围之内作整流器等；另方面因击穿后并不损坏而可用来制造稳压管或开关管等器件。