PN结外加电压

pn半导体通电原理PN半导体通电原理随着电子技术的发展，半导体材料在电子器件中得到了广泛应用。

PN结是半导体器件中最基本的结构之一，其通电原理是理解半导体器件工作的基础。

本文将从PN半导体的结构、PN结的形成原理、PN结的通电原理等方面进行详细阐述。

一、PN半导体结构PN半导体是由P型半导体和N型半导体通过特定工艺制成的结构。

P型半导体中主要掺入了三价元素，如硼；N型半导体中主要掺入了五价元素，如磷。

在P型半导体和N型半导体的接触面上形成一个PN结，该结构具有一定的电导率差异。

二、PN结的形成原理PN结的形成是通过掺杂技术实现的。

在掺杂过程中，P型半导体和N型半导体的晶体中，掺入的杂质原子会形成正负离子。

P型半导体中掺入的三价杂质原子会失去一个电子，形成正离子；N型半导体中掺入的五价杂质原子会多出一个电子，形成负离子。

当P型半导体和N型半导体相互接触时，正负离子会在接触界面上相互结合，形成电子-空穴对，从而形成PN结。

三、PN结的通电原理PN结的通电原理是基于P型半导体和N型半导体之间的电势差。

在没有外加电压时，PN结处形成了内建电场。

在PN结的P区域中，由于掺入的三价杂质原子失去了一个电子，形成正离子，形成了P 区的正电荷；在PN结的N区域中，由于掺入的五价杂质原子多出一个电子，形成负离子，形成了N区的负电荷。

这样，PN结两侧形成了电势差，即内建电场。

当外加电压为零时，内建电场会阻止电子和空穴的扩散。

但当外加电压大于内建电场时，内建电场会被抵消，电子和空穴可以自由扩散。

这时，PN结的导电性会增强，形成正向偏置。

在正向偏置下，外加电压的正极连接在P区，负极连接在N区。

由于P区电势较高，N区电势较低，电子将由N区向P区扩散，而空穴将由P区向N区扩散。

这样，PN结两侧的载流子会相互复合，形成电流。

这种情况下，PN结呈现出导电性，即PN结导通。

相反，当外加电压为负值时，即反向偏置，外加电压的正极连接在N区，负极连接在P区。

pn结的正向电流电压关系式各个参量的具体含义引言p n结是半导体器件中常见的一种结构，其正向电流电压关系式是描述p n结正向工作状态的重要公式。

本文将详细讨论pn结的正向电流电压关系式，并解释其中各个参量的含义与作用。

正向电流电压关系式p n结的正向电流电压关系式可以描述为：I=I0*[e x p(q V/kT)-1]其中，各个参量的含义如下：-I:p n结的正向电流，单位为安培（A）。

-I0:饱和电流，也叫反向饱和电流或饱和电流密度，单位为安培（A）。

-q:电子电荷，约为1.6×10^-19库伦（C）。

-V:p n结的施加电压，单位为伏特（V）。

-k:玻尔兹曼常数，约为1.38×10^-23焦耳/开尔文（J/K）。

-T:绝对温度，单位为开尔文（K）。

各个参量的具体含义p n结的正向电流(I)正向电流是指当p n结施加一定电压时从p端流向n端的电流。

它是由在内部存在的电子和空穴扩散运动引起的。

正向电流是p n结工作的基础，通过控制正向电流大小可以实现对pn结器件的操作。

饱和电流(I0)饱和电流指的是在正向偏置下，当pn结两侧的电压非常大时，电流达到的最大值。

在这种情况下，电子和空穴通过扩散运动逐渐形成并趋于平衡，从而形成饱和电流。

饱和电流是p n结正向电流的关键参数之一，与p n结材料属性和结构参数密切相关。

电子电荷(q)电子电荷是电荷的基本单位，用于描述电子在电场中运动所携带的电量。

它在正向电流电压关系式中的作用是将电压单位转换为电荷单位，以保持公式的一致性。

p n结施加电压(V)施加电压是指将电源的正极连接到pn结的p区域，负极连接到n区域，从而产生一个电场作用于pn结的过程。

施加电压决定了p n结正向电流的大小，它越大，正向电流也越大。

玻尔兹曼常数(k)玻尔兹曼常数是统计力学中的一个重要常数，用于描述宏观热力学系统的性质。

在正向电流电压关系式中，玻尔兹曼常数的作用是将温度单位转换为能量单位，以保持公式的一致性。

一、概述pn 结是半导体器件中重要的元件，在电子学领域有着广泛的应用。

在pn 结中，势垒是一个重要的概念，它决定了电子和空穴的运动方向和转移行为。

而势垒的变化，则直接影响了pn 结的导通和截止状态。

本文将重点讨论在无电压、正反电压作用下，pn 结势垒的变化。

二、无电压下的势垒1. pn 结的结构pn 结由n 型半导体和p 型半导体组成，两者之间形成势垒。

在无外加电压的情况下，pn 结处于静止状态，此时势垒的高度为内建电场所形成的电势差。

当n 区和p 区杂质浓度相pn 结的势垒高度较低；当n 区的杂质浓度大于p 区时，pn 结的势垒高度较高。

2. 无电压情况下的电子和空穴行为在无电压的情况下，最大漏极空穴浓度与最大集电极电子浓度相等，由此可以得出结论：1在外电场的分布下，pn 结两侧各自的电场的分布。

其中p 区与n 区的集载流子的浓度相等，则处于平衡状态。

在pn 结两侧形成空间电荷区，将形成固有势垒。

3. 无电压情况下的势垒分布未加电压的pn 结，势垒最低处是在接触面p、n 表面内侧，势垒的高度在两侧均升高，最高处出现在按短接裸结pn，宽电压pn 次之，在直通电压下势垒高度最大。

从峰值搭上温度的增加而降低。

三、正电压作用下的势垒变化1. 正向偏置在正向偏置条件下，外加电压与内建电场方向相同，导致势垒的降低。

当外加电压逐渐增加，势垒不断被稀释，最终消失，pn 结导通。

此时的势垒高度与外加电压呈线性关系。

2. 正向偏置下的载流子行为在正向偏置的情况下，外场电压逐渐增加，势垒被稀释，最终消失，逆电压极性逐渐减弱；在pn 结区域电动势的作用下，空间电荷区的宽度减小；在峰值搭上压电压与温度的正则关系。

四、反电压作用下的势垒变化1.反向偏置在反向偏置条件下，外加电压与内建电场方向相反，导致势垒的增高。

当外加电压逐渐增加，势垒不断增高，最终达到最大值，此时是pn 结的截止状态。

此时的势垒高度与外加电压呈指数关系。

pn结的特性PN结（P-N结）是由半导体材料中的p类（正极）和n类（负极）材料组成的基本构成单元，它们之间形成的接口称为PN结，是整个半导体器件中最重要的结构。

PN结主要用于传输信号，它是半导体器件在信号传输、电路编程、芯片技术中最重要的结构。

PN结具有如下特点：1、通特性优良：PN结由两个互补的半导体材料构成，当外加电压时，p和n两型半导体材料之间形成电势峰，极导电能力极强，对微弱电流的电压响应性能好，所以它可以具备很高的信号放大系数、微弱电流放大系数以及低电阻和静态漏电流。

2、受性能优良：PN结的电压接受性能优良，只要外加的脉冲电压超过介入压，就会发生导通现象，所以它是放大器和敏感器的重要元件，也可以用于制作抗干扰的电路，可以有效抑制噪声抗干扰能力强，电压接受性优良，所以，在微电子电路中，它是十分重要的元件之一。

3、压压控性优良：PN结具有优良的电压压控性，只要外加的电压超过介入压，就会自动导通，而当电压低于介入压时，会自动断开导通状态，所以它是制作自动控制电路的必备元件，在通用电路和微机控制电路中，它都表现出优良的性能。

4、干扰性能优良：PN结的抗干扰性能优良，因为它的导通电流较小，而且它产生的介入电压较高，所以它可以抑制噪声，而且它的导电压变化小，抗干扰性强，能有效的抑制外界噪声对电路的影响，因此，在电路中应用非常广泛，可以提高系统的可靠性。

PN结是整个半导体器件中最重要的结构，它具有导通特性优良，接受性能优良，电压压控性优良，以及抗干扰性能优良的特点，在电路中应用非常广泛，可以提高系统的可靠性。

同时，它在信号传输、电路编程、芯片技术中也扮演着重要角色。

因此，了解PN结的特性对于半导体技术开发及应用非常重要，可以为学习和研究半导体技术提供有效帮助。

半导体pn结的用途半导体pn结是半导体器件中的一种重要结构，它具有多种用途。

本文将从多个角度介绍半导体pn结的用途。

1. 整流器半导体pn结最基本的用途是整流器。

在半导体pn结中，p型半导体与n型半导体之间形成了一个势垒，当外加电压反向时，电流无法通过；当外加电压正向时，电流可以通过。

因此，将半导体pn 结连接到电路中，可以起到整流的作用，将交流电转换成直流电。

2. 发光二极管（LED）半导体pn结还可以用来制造发光二极管（LED）。

LED是一种半导体器件，当电流通过半导体pn结时，电子与空穴结合释放出能量，产生光电效应。

LED具有低功耗、长寿命、高亮度等优点，已广泛应用于照明、显示、通信等领域。

3. 光电二极管（PD）半导体pn结还可以用来制造光电二极管（PD）。

PD是一种半导体器件，当光照射到半导体pn结上时，电子与空穴结合产生电流。

PD具有高灵敏度、快速响应等优点，已广泛应用于光通信、光电检测等领域。

4. 晶体管半导体pn结还可以用来制造晶体管。

晶体管是一种半导体器件，可以放大电流、控制电流。

在晶体管中，半导体pn结起到控制电流的作用。

晶体管具有高增益、低噪声等优点，已广泛应用于电子设备中。

5. 太阳能电池半导体pn结还可以用来制造太阳能电池。

太阳能电池是一种半导体器件，将光能转换成电能。

在太阳能电池中，半导体pn结起到将光能转换成电能的作用。

太阳能电池具有无噪声、环保、长寿命等优点，已广泛应用于太阳能发电领域。

6. 双向触发二极管（TRIAC）半导体pn结还可以用来制造双向触发二极管（TRIAC）。

TRIAC是一种半导体器件，可以控制交流电的电流和电压。

在TRIAC中，半导体pn结起到控制电流和电压的作用。

TRIAC具有高精度、可靠性好等优点，已广泛应用于电子设备中。

半导体pn结具有多种用途，是半导体器件中的重要结构之一。

随着科技的不断进步，半导体pn结的应用领域还将不断拓展。

电容耗尽层是半导体材料中存在的一种电荷耗竭区域，当外加电压增大时，该区域中的电荷浓度也会发生变化。

而pn结的势垒则是半导体器件中常见的结构，其特性对于电子器件的性能起着至关重要的作用。

本篇文章将探讨pn结的势垒电容耗尽层的电荷随外加电压变化的情况。

1. pn结的势垒pn结是由p型半导体和n型半导体直接接触形成的结构，在pn结的交界面处存在着势垒。

势垒的形成是由于p型半导体和n型半导体之间的电子浓度差异所引起的，当p型半导体中的空穴向n型半导体扩散时，空穴将与n型半导体中的自由电子重新组合，从而在pn结的交界面形成势垒。

2. 电容耗尽层的形成在pn结的势垒形成的过程中，由于空穴和自由电子的重新组合，使得pn结的势垒区域附近形成了一个电荷耗竭层，该层即为电容耗尽层。

在电容耗尽层中，电荷浓度非常低，因此其存在会给pn结带来一定的电容效应。

3. 外加电压的作用当外加电压施加在pn结上时，会影响势垒的高度和电容耗尽层中的电荷密度。

具体来说，当外加正向电压施加在pn结上时，势垒的高度减小，电容耗尽层中的电荷密度也随之增加；而当外加反向电压施加在pn结上时，势垒的高度增加，电容耗尽层中的电荷密度减小。

4. 电容耗尽层电荷随外加电压变化的机理这种现象的产生可以归因于外加电压对于pn结内电荷分布的影响。

当施加外加正向电压时，使得pn结的势垒降低，电子从n型半导体向p型半导体扩散，空穴从p型半导体向n型半导体扩散，导致电容耗尽层的厚度减小，电荷密度增加。

而当施加外加反向电压时，势垒增高，电荷耗尽层的厚度增加，电荷密度减小。

5. 应用pn结的势垒电容耗尽层的电荷随外加电压变化的现象在半导体器件中具有重要的应用价值。

不仅可以用于电容器的制造，还可以在场效应管、二极管等器件中发挥作用。

通过对pn结的势垒电容耗尽层的电荷随外加电压的研究，可以更好地优化半导体器件的性能和功能。

总结：通过对pn结的势垒电容耗尽层的电荷随外加电压变化的探讨，我们可以更加深入地了解半导体器件中的电荷分布及其对器件性能的影响。

实验一 PN 结器件电流—电压特性一、基本原理PN 结是半导体结型器件的核心，是IC 电路的最基本单元，诸多半导体器件都是由PN 结组成的。

最简单的结型器件是半导体二极管，根据不同场合的用途，使用不同掺杂及材料制备工艺制成多种二极管，如整流二极管、检波二极管、光电二极管（发光二极管、光敏二极管）等；三极管与结型晶体管就是由两个PN 结构成的。

因此深入了解与掌握PN 结的基本特性，是掌握与应用晶体管等结型器件的基础。

PN 结的最重要特性是单向导电性，即具有整流特性。

也就是说，正向表现低阻性，反向为高阻性。

若在PN 结上加上正向偏压（P 区接正电压、N 区接负电压）则电流与电压呈指数关系，如下式 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=nkT qv I I ex p 0 （Ⅰ） 式中q 是电子电荷，K 是波尔兹曼常数，T 是工作温度（K ），V 是外加电压，n 是复合因子，根据实际测量曲线求出。

随着电压缓慢升高，电流从小急剧增大，按指数规律递增。

对于用Ⅲ-Ⅴ族宽禁带材料制成的发光二极管而言，当外加电压V 0.5 V 、电流很小时（I 0.1 mA ）,则通过结内深能级复合占主导地位，这时n ≈2。

随着外加电压的升高，PN 结载流子注入以扩散电流起支配作用，I 就急剧上升，这时n ≈1。

根据实际测量I-V 关系求得n 值大小就可作为判断一个结型二极管优劣的标志。

如果PN 结两边外加反向偏压（P 区接负压、N 区接正电压）这时在PN 结空间电荷层内载流子的漂移运动大于扩散运动。

（从P 区内电子向N 区运动，N 区内空穴向P 区运动）从而空间电荷层展宽，载流子浓度低于热平衡状态下平衡浓度。

反向PN 结在反偏压比较大时空间电荷区宽度21002⎥⎦⎤⎢⎣⎡=N V q Xm εε （Ⅱ）式中，0ε为自由空间电容率，ε介电常数，N 0为PN 结低掺杂边的凈杂质浓度。

所以在外加反向偏压V V B （反向击穿电压）时，电流 I 值很小，反向偏置PN 结电流很小、表现很 高电阻性。

pn结禁带宽度开启电压
PN结是半导体器件中常见的结构，它由P型半导体和N型半导
体的结合而成。

禁带宽度是指PN结中的禁带宽度，也称为能隙，是
指在固体中电子在价带和导带之间的能量差。

这个能隙决定了半导
体的导电性质。

当外加电压作用在PN结上时，会产生开启电压，这
是指当外加电压超过PN结的内建电压时，PN结会出现导通的状态，电流得以通过。

这个开启电压是PN结正向偏置时的电压值。

在这种
情况下，P型半导体的空穴和N型半导体的自由电子会向PN结内部
扩散，从而形成导电通道。

这种导通状态使得PN结具有整流和放大
等重要功能，广泛应用于二极管、晶体管等电子器件中。

从物理角度来看，PN结的禁带宽度决定了半导体的导电性质，
较窄的禁带宽度会使得半导体更容易导电。

而开启电压则是在外加
电压作用下，改变PN结内部电场分布，从而实现导通状态的电压值。

从工程应用角度来看，了解PN结的禁带宽度和开启电压可以帮助工
程师设计和选择合适的半导体器件，以满足特定的电路要求。

在电
子学领域，对PN结的禁带宽度和开启电压有深入的理解是非常重要的，因为它们直接影响着电子器件的性能和工作状态。

总的来说，PN结的禁带宽度和开启电压是半导体器件中非常重
要的两个参数，它们影响着半导体的导电特性和工作状态，对于理解半导体器件的工作原理和性能具有重要意义。

作业三答案一、名词解释(1) 单边突变结：若pn 结面两侧为均匀掺杂，即由浓度分别为a N 和d N 的p 型半导体和n 型半导体组成的pn 结，称为突变结。

若一边掺杂浓度远大于另一边掺杂浓度，即d a N N >>或a d N N >>，这种pn 结称为单边突变结。

(2) 大注入：注入的非平衡载流子浓度与平衡多子浓度相比拟甚至大于平衡多子浓度的情况称为大注入。

(3) 小信号：信号幅度很小，满足条件V 〈〈(kT/e)=26 mV 。

(4) 雪崩击穿：在反向偏置时，势垒区中电场较强。

随着反向偏压的增加，势垒区中电场会变得很强，使得电子和空穴在如此强的电场加速作用下具有足够大的动能，以至于它们与势垒区内原子发生碰撞时能把价键上的电子碰撞出来成为导电电子，同时产生一个空穴。

新产生的电子、空穴在强电场加速作用下又会与晶格原子碰撞轰击出新的导电电子和空穴……，如此连锁反应好比雪崩一样。

这种载流子数迅速增加的现象称为倍增效应。

如果电压增加到一定值引起倍增电流趋于无穷大，这种现象叫雪崩击穿。

(5) 齐纳击穿对重掺杂PN 结，随着结上反偏电压增大，可能使P 区价带顶高于N 区导带底。

P 区价带的电子可以通过隧道效应直接穿过禁带到达N 区导带，成为导电载流子。

当结上反偏电压增大到一定程度，将使隧穿电流急剧增加，呈现击穿现象，称为隧道击穿，又称为齐纳击穿。

(6) 势垒电容当PN 结外加电压变化时，引起势垒区的空间电荷的变化，即耗尽层的电荷量随外加电压而增多或减少，这种现象与电容器的充、放电过程相同。

耗尽层宽窄变化所等效的电容称为势垒电容。

(7) 扩散电容对于正偏pn 结，当外加偏压增加时，注入n 区的空穴增加，在n 区的空穴扩散区内形成空穴积累。

电子注入p 区情形类似。

这种扩散区中的电荷随外加偏压变化而变化所产生的电荷存储效应等效为电容，称为扩散电容。

(8) 耗尽层近似在空间电荷区中，与电离杂质浓度相比，自由载流子浓度可以忽略，称为耗尽层近似。

pn结内建电场与外加电压的关系1. pn结内建电场的概念pn结是半导体器件中常见的结构，由p型半导体和n型半导体的结合而成。

在正常情况下，p型半导体中的空穴浓度较高，而n型半导体中的电子浓度较高。

当这两种半导体材料结合在一起时，由于电子和空穴的扩散运动，会形成一个电场，这个电场被称为pn 结内建电场。

2. 外加电压的概念外加电压是指在pn结两端加上一个外部电压。

当外加电压为正值时，即正向偏置，p端接正电极，n端接负电极；当外加电压为负值时，即反向偏置，p端接负电极，n端接正电极。

在没有外加电压的情况下，pn结内建电场的存在会导致p区和n 区之间的电荷分布不均匀。

这种不均匀分布会形成一个电势垒，阻止电子和空穴的扩散。

当外加电压为正向偏置时，外加电压与pn 结内建电场方向相同，可以减小或抵消内建电场的影响，使得电子和空穴能够自由扩散，电流得以流动。

当外加电压为反向偏置时，外加电压与pn结内建电场方向相反，会增强内建电场的作用，使电子和空穴更难扩散，电流几乎无法通过。

4. pn结内建电场与外加电压的影响外加电压对pn结内建电场的影响是非常重要的。

正向偏置时，外加电压减小或抵消了内建电场，扩大了电流流动的可能性，使得pn 结呈现导电状态。

反向偏置时，外加电压增强了内建电场，阻碍了电流的流动，使得pn结呈现绝缘状态。

5. 应用中的意义pn结内建电场与外加电压的关系在半导体器件中具有重要的应用意义。

例如，二极管就是基于pn结内建电场与外加电压的关系工作的。

通过合理地控制外加电压，可以使二极管在正向偏置时通电，而在反向偏置时截止。

这种特性使得二极管成为电子电路中的重要元件，广泛应用于整流、放大、调制等电路中。

总结：本文介绍了pn结内建电场和外加电压的概念，以及它们之间的关系。

通过合理地控制外加电压，可以改变pn结内建电场的作用，从而影响电流的流动。

这种关系在半导体器件中具有重要的应用意义，例如二极管等电子元件。

正如我们所知，pn结是半导体器件中常见的一种结构。

在这种结构中，p区域和n区域通过pn结相互接触，形成了一个内建电场。

这种内建电场会导致pn结处的电势差，而在正向导通状态下，会有电流通过pn结，从而产生正向导通压降。

接下来，我们将详细探讨pn结内建电势和正向导通压降之间的关系。

1. pn结内建电势在正常的pn结结构中，p区域中的杂质浓度比n区域低，因此在结的两侧会形成电场。

当p区域和n区域通过pn结相互接触时，这个内建电场会形成一个内建电势差。

内建电势差的大小与杂质浓度的差异有关，浓度差异越大，内建电势差也越大。

内建电势差的形成是由杂质原子的空穴和自由电子的重新组合所导致的，这种电势差是在没有外加电压的情况下产生的。

2. 正向导通压降当外加电压使得pn结处在正向导通状态时，内建电势差会被外加电压所抵消，从而使得电势差减小，这就导致了正向导通压降的产生。

实际上，正向导通压降就是外加电压和内建电势差的综合结果。

在正向导通状态下，外加电压使得p区域的电子向n区域移动，同时n区域的空穴也向p区域移动，这样便形成了正向电流。

而在这个过程中，内建电势差的抵消作用就会导致正向导通压降的产生。

3. 内建电势和正向导通压降的关系正向导通压降是由内建电势和外加电压综合作用所产生的。

当外加电压小于内建电势差时，外加电压不足以抵消内建电势差，此时正向导通压降会比较小，电流也会相对较小。

而当外加电压大于内建电势差时，外加电压足以抵消内建电势差，此时正向导通压降会比较大，电流也会相对较大。

内建电势和正向导通压降是密切相关的，它们共同决定了pn结在正向导通状态下的电流大小和电压情况。

总结在半导体器件中，pn结内建电势和正向导通压降之间存在着密切的关系。

内建电势差是由杂质浓度差异所导致的，而正向导通压降是由内建电势和外加电压的综合作用所产生的。

它们共同影响着pn结在正向导通状态下的电流大小和电压情况，对于半导体器件的性能起着至关重要的作用。

pn结两端加正向电压时其正向电阻
如果将PN结加正向电压，即P区接正极，N区接负极。

由于外加电
压的电场方向和PN结内电场方向相反。

在外电场的作用下，内电场将会
被削弱，使得阻挡层变窄，扩散运动因此增强。

这样多数载流子将在外电
场力的驱动下源源不断地通过PN结，形成较大的扩散电流，称为正向电流。

结论：PN结加正向电压时，PN结变窄，正向电流变大，正向电阻较小，PN结导通。

如果PN结加反向电压，此时，由于外加电场的方向与内电场一致，
增强了内电场，多数载流子扩散运动减弱，没有正向电流通过PN结，只
有少数载流子的漂移运动形成了反向电流。

由于少数载流子为数很少，故
反向电流是很微弱的。

结论：PN结加反向电压时，PN结边宽，反向电流较小，PN结截止。

总结：
1、PN结两端外加正向电压时，PN结电阻很低，PN结处于导通状态；
2、外加反向电压时，结电阻很高，反向电流
IR
很小，PN结处于截止状态，这就是PN结的单向导电性。

硅片的pn型检测原理
硅片的pn型检测原理是基于二极管的极性特征。

硅片是由p型和n型半导体材料组成的。

p型材料中掺入了少量的三价元素，使其具有正电荷，称为空穴。

n 型材料中掺入了少量的五价元素，使其具有负电荷，称为自由电子。

当p型和n 型材料接触在一起时，形成一个pn结。

在pn结的结界面上会形成一个电势垒，阻止自由电子和空穴的自由扩散。

当在pn结上施加外加电压时，如果正极连接在p型材料上，负极连接在n型材料上，那么外加电压增加了pn结上的电场强度，使电子向正极移动，空穴向负极移动。

这时，外加电压增加了电位能，克服了电势垒的阻碍，形成了电流。

这种情况下，pn结的导电方式称为正向偏置。

相反地，如果正极连接在n型材料上，负极连接在p型材料上，那么外加电压减小了pn结上的电场强度，使电子向负极移动，空穴向正极移动。

这时，外加电压减小了电位能，加深了电势垒，阻止了电流的流动。

这种情况下，pn结的导电方式称为反向偏置。

通过测量正向偏置和反向偏置下的电流大小，就可以检测硅片的pn型。

如果在正向偏置下电流较大，而在反向偏置下电流非常小，就说明该硅片是一个正常的pn型硅片。

如果反向偏置下的电流也相对较大，就说明该硅片可能存在缺陷或者本身就不是一个纯净的pn型硅片。

pn结中电流
pn结是半导体器件中最基本的结构之一，它由p型半导体和n
型半导体组成。

在pn结中，由于p区和n区的掺杂浓度不同，形成了一个电场。

当外加电压使得电场加强时，电子和空穴会在pn结处发生复合，产生一个电流，这个电流被称为“pn结中的电流”。

pn结中的电流可以分为两种：漏电流和扩散电流。

漏电流是指在没有外加电压的情况下，由于p区和n区的掺杂差异，使得电子和空穴通过pn结处漏出的电流。

扩散电流是指在外加电压的作用下，由于电子和空穴的扩散使得它们在pn结的两侧形成一个电流。

对于pn结中的电流，有以下几个特点：
1. 当外加电压为零时，pn结中的电流很小，只有漏电流存在。

2. 随着外加电压的增加，电流也会增加，这是由于扩散电流的增加。

3. 当达到一定电压时，pn结中的电流会达到饱和，不再随着电压的增加而增加。

4. 当电压反向时，由于电子和空穴的移动方向与电场方向相反，电流会大幅度减小，这种电流被称为反向饱和电流。

5. 当电压继续增加时，pn结会发生击穿现象，电流会迅速增加，这种电流被称为击穿电流。

总之，pn结中的电流是由漏电流和扩散电流组成的，它随着外加电压的增加而增加，在一定电压时达到饱和，反向时电流减小，继续增加时会发生击穿现象。

这些特性使得pn结成为半导体器件中最
为重要的结构之一。

pn结复合电流pn结是一种常见的半导体器件结构，在电子学领域有着广泛的应用。

本文将介绍pn结的基本原理以及复合电流的概念，并探讨其在电路中的作用。

我们来了解一下pn结的结构和原理。

pn结由p型半导体和n型半导体通过界面相接而形成，其中p型半导体中的杂质原子掺入的是三价元素，如硼；而n型半导体中的杂质原子则是五价元素，如磷。

在接触面上，p型半导体中的空穴会向n型半导体的电子多数区域扩散，而n型半导体中的自由电子也会向p型半导体的空穴多数区域扩散，这种扩散形成的电场会阻碍进一步扩散，最终形成了一个电势垒。

当在pn结两侧施加外加电压时，如果外加电压的方向与电势垒的方向相反，即p端为负极，n端为正极，这时称为正向偏置。

正向偏置会减小电势垒的高度，使电子和空穴更容易通过pn结，形成电流。

而当外加电压的方向与电势垒的方向相同，即p端为正极，n端为负极，这时称为反向偏置。

反向偏置会增加电势垒的高度，使电子和空穴难以通过pn结，形成极小的电流，这种电流称为反向漏电流。

在正向偏置下，由于电子和空穴的扩散，它们会在pn结区域重新组合，形成复合电流。

复合电流是由于电子和空穴的复合而产生的，它的大小取决于扩散电流的大小。

当外加电压增大时，扩散电流也会增大，从而导致复合电流增大。

复合电流的存在会损耗电子和空穴的能量，导致能量的损失，因此在一些特定的电路设计中，需要尽量减小复合电流的产生。

复合电流的大小与材料的性质有关，例如材料的载流子浓度、载流子的寿命等。

在实际应用中，可以通过选择合适的材料和优化器件结构来降低复合电流的产生。

此外，还可以采用一些技术手段来减小复合电流的影响，如增加pn结面积、加入表面电场等。

总结一下，pn结是一种常见的半导体器件结构，在电路中有着重要的作用。

正向偏置下，电子和空穴会形成复合电流，这种电流会损耗能量。

为了减小复合电流的产生，可以通过选择合适的材料、优化器件结构以及采用一些技术手段来实现。

对于电路设计和半导体器件的应用，理解pn结和复合电流的原理十分重要，这有助于提高电路的性能和效率。

pn结正向导通内外电场方向
PN结加正向电压时导通，如果电源的正极接P区，负极接N区，外加的正向电压有一部分降落在PN结区，PN结处于正向偏置。

电流便从P型一边流向N型一边，空穴和电子都向界面运动，使空间电荷区变窄，电流可以顺利通过，方向与PN结内电场方向相反。

从PN结的形成原理可以看出，要想让PN结导通形成电流，必须消除其空间电荷区的内部电场的阻力。

很显然，给它加一个反方向的更大的电场，即P区接外加电源的正极，N区接负极，就可以抵消其内部自建电场，使载流子可以继续运动，从而形成线性的正向电流。

而外加反向电压则相当于内建电场的阻力更大，PN结不能导通，仅有极微弱的反向电流（由少数载流子的漂移运动形成，因少子数量有限，电流饱和）。

当反向电压增大至某一数值时，因少子的数量和能量都增大，会碰撞破坏内部的共价键，使原来被束缚的电子和空穴被释放出来，不断增大电流，最终PN结将被击穿（变为导体）损坏，反向电流急剧增大。

这就是PN结的特性（单向导通、反向饱和漏电或击穿导体），也是晶体管和集成电路最基础、最重要的物理原理，所有以晶体管为基础的复杂电路的分析都离不开它。

比如二极管就是基于PN结的单向导通原理工作的；而一个PNP结构则可以形成一个三极管，里面包含了两个PN结。

二极管和三极管都是电子电路里面最基本的元件。