如果温度足够低让二极管的pn结p级不会产生空穴电流 难道pn结还会产生吗？难道正反通电都能导通把？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-02-10 20:13 标签： pn结 空穴 扩散
君，已阅读到文档的结尾了呢~~
P-N junction。2.1 平衡PN结 2.1.1 PN结的制造工艺和杂质分布 2.1.2 平衡PN结的空间电荷区和能带图 2.1.3 平衡PN结的载流子浓度分布 2.2 PN结的直流特性 2.2.1 PN结的正向特性 2.2.2 PN结的反向特性 2.2.3 PN结的伏安特性 2.2.4 影响PN结伏安特性的因素 2.3 PN结空间电荷区的电场和宽度 2.3.1 突变结空间电荷区的电场和宽度 2.3&#4..
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PN结与二极管原理
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概念不清,半导体二极管PN结的内电场为什么不会延伸到P区和N区?难道电场或电力线还会断吗?在PN结的与P区和N区交界处的电荷会在P区与N区产生场吗?即P区与N区有它们产生的电场存在吗?
曌猴纷媳15
电场是有源无旋场,电场与电场线当然可以中断!这是电场与磁场在宏观上最主要的区别.pn结的形成过程中,交界面载流子的相互扩散形成空间电荷区（耗尽层）,可以把耗尽层的两个断面想象成两块带电的金属板（即结电容的模型）,它最终能保证耗尽层内的漂移电流等于扩散电流,同样,这两块带电板在耗尽层外的p区和n区产生的电场能相互抵消!所以我们说p区与n区没有电场存在.从能量角度来描述pn结的形成就是：p型、n型半导体中费米能级在禁带中的位置有差异,而平衡系统的费米能级必定处处相等,所以在pn结平衡的过程中,两端的禁带相互错开形成一定高度的势垒（内建电场）,直至费米能级相等.
下半段看不懂;电容的电场是中断的吗?耗尽层内的漂移只是使空间电荷区内交界面处空间电荷减少,并不会使空间电荷区变窄.如果P区和N区没有电场,如果用一根导线连接P区与N区,会不会有电流流过?
1、电场不是中断，而是正负抵消，想想无限大平板的电场表达式吧，E=σ/2ε，在电容两块金属板内电场是相加的，在金属板外电场是正负抵消的！当然也可以理解为中断。2、我又没说空间电荷区变窄，我只是说空间电荷区形成的最后结果是漂移电流等于扩散电流。3、这个问题足以写一篇论文了。从能量守恒来说，没有其他能量的注入是不可能产生电流的，毕竟pn结不是电源。从原理来说，在平衡状态下，pn结两端虽然有电势差，但是空间电荷区的另一个效果是耗尽，也就是阻碍载流子的运动，所以即使pn结短接，电子或空穴也不足以越过耗尽层进行传导，所以不会产生电流。但是有一种器件正是利用了pn结的内建电场来发电的：这就是光伏电池。光伏电池能对外产生电流的原因是由于光照的干扰，也就是说有能量的注入，使得电子或空穴有足够的能量越过空间电荷区，进行外电路的传导。此外，热、磁等等的方式也能为pn结注入能量。至于下半段，学过固体物理学和半导体物理的人才需要了解。你可以随便百科。
对不起,我没你想的那么聪明.1我明白了2.因此空间电荷区变窄是里的解释3.(1)电子势能的产生也需要其它能量转换过来?(2)会不会产生个瞬间电流?象电容放电,但不会持续.N区电子从导线流到P区中和空穴.但P区N区没有电场,就没有电场力,电子怎么会移动呢?
2、漂移与扩散是相互制约的两种效果，漂移使得空间电荷区变窄，扩散使空间电荷区变宽，最终会达到一个动态平衡，这个宽度就是空间电荷区的最后宽度。到达稳定后，空间电荷区的宽度就不变了，除非有其它干扰破坏平衡状态，如外加电压、光、热、磁等。3、（1）电势能是电子在电场中本身具有的，pn结本身具有一定的电势能，不需要其它能量。但问题是平衡状态下这个体系能量最低，不会向外转换为其它形式的能。光电池只是一种能量转换装置，它是将光能转化为电能，而并非将本身的电势能传递出去。（2）电容放电是因为没有外加电场的约束，而pn结与之不同，它里面还有一个扩散机制会阻碍载流子的运动。因此平衡时短接不可能有电子向外从导线传导。还有一点：p区与n区永远是电中性的，只不过是能够自由移动的载流子差异。不要以为p区空穴是多数载流子就以为它带正电！它同时有那么多的负电荷，只不过不能自由移动成为载流子。既然p区和n区是电中性的，就没有“中和”这么一说。
真感谢!我的疑问很多!(1)我总觉得一个电荷的周围(整一个球面)一定有电场,因此在空间电荷区内靠近P区的负电荷一定会在P区产生电场,N区的也同样如此.P区与N区都存在电场.(2)既然都存在电场,那短接它们一定会有电流,哪怕不能持续---写不下了,还有两个在评论里.您看后接着请答吧!
我已经说了，你的第三个问题如果深入探讨就足以写一篇论文了，这个课题甚至可以作为本科阶段物理专业学生的毕业设计，这里面的问题多多，需要有很多半导体物理的基础才能了解，我简单说一下吧，导线短接后：1、载流子没有足够能量越过空间电荷区形成漂移电流，除非有外接能量的注入2、金属导线中的电子浓度与半导体载流子浓度不同会导致扩散运动，因此会有一点点扩散电流（从这个意义上说，你所说的瞬时电流是有的，但是只有很小的一点点，况且不是电势差引起漂移运动）3、金属导线与半导体接触后表面有两种效应：欧姆接触和肖特基势垒（你可以自行百科），产生表面态，因此在表面载流子会积聚，又会出现一个很高的势垒来组织载流子的运动。因此一个pn结用导线连接要想产生稳定的回路电流，至少需要克服3个势垒：一个pn结以及两个肖特基势垒。而单单凭借热运动（扩散运动）是没有这么大能量的！！至于有电势差是否一定有电流这个问题，可以这样理解，电容两端也是有电势差的，pn结加导线的系统中存在三个电容（势垒）束缚着载流子，虽然内部电势有高低起伏，但是绕着这个回路一圈最终电势回到原处，不会有电流产生。最后，如果是工科的学生，只需记住一点：平衡状态下导线连接pn结是不会有电流产生的！至于微小的瞬时扩散电流、各种势垒的形成机制、能量的转换机制，建议推荐几本教材学习一下：黄昆《固体物理学》、曾树荣《半导体器件物理基础》这是研究凝聚态物理的基础学科，也是近代半导体器件的理论基础。
这个问题的矛盾(深层的)在于没有外界能量的注入或转化,却产生了能量(电能或电势能,电能就是电势能吗?),即结的电势能,能量守恒吗?如果没有电场,哪来的电势差呢?P区和N区没有电场,P区和N区之间怎么会有电势差呢?P区和N区之间即使会有电势差,但P区和N区没有电场,里面就没有电场力.自由电子不受力,用导线把它们短接,就不会有自由电子移动过导线.这是我对短接没有电流的想法.就这个水平,请您批评.
原来你在纠结这些问题哦1、pn结在形成过程中并未产生能量，在电子与空穴的漂移-扩散的运动过程中，只是能量从一边流到了另一边，以电子为例，虽然两边产生了电势差，p区电势升高，但同样伴随着n区电势减小，电势能总和还是没有变化。电势能是电子（空穴）本身所具有的，不能说“产生”，只能说“升高与降低”，如果这个电势能降低，通过电子的运动产生其它能量，这部分（可以被利用的）电势能就可以被称之为电能。2、已经说过了，这个电势差就是自建电势，p区（和n区）整个一块是个等势体，等势体内部是没有电场的，这和静电屏蔽差不多。但是p区整块电势比n区高，这当中就是有空间电荷区（自建电势）的过渡。我已经说过了，这部分有关能量（能级、能带）的东西用固体物理的相关知识解释比较好，漂移-扩散理论解释起来比较吃力。3、你要这么想就这么理解吧。我就说明白一点：没有电流的主要原因是平衡状态下电子无法越过势垒。
一个物体在电场里才能称为等势体吧!您说"等势体内部没有电场",但是PN结上不是有电场吗?
只要电势处处相等就可以称为等势体。二极管分为3块区域，p区、n区、以及空间电荷区。我只是说p区和n区分别是等势体，当中的pn结势垒有电场，当然不是等势体。拜托不要再纠结这个问题了好吧、有些东西经典的电磁学理论是解释不了的，再说下去你就不能理解了，物理专业考研的复试考官才可能问这种问题。学了固体物理和半导体物理这些东西就自然知道了。再详细的你可以去问你们学校物理专业的学生，或者物理老师。这些东西连模电老师都不一定理解。
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&&如题,系统分析二极管伏安特性与温度的关系
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