例12:PN结及其单向导电性
在PN结两端加上不同极性的电压,PN结便会呈现不同的导电性能。PN结上外加电压的方式称为偏置方式,所加电压称为偏置电压。
(1)PN结外加正向电压导通
将PN结的P区接电源正极,N区接电源负极,即PN结处于正向偏置时,外加电场方向和内电场方向相反,削弱了内电场的作用,从而破坏了原来的平衡,空间电荷区变窄,多数载流子的扩散运动大大超过了少数载流子的漂移运动,形成较大的扩散电流。这时PN结所处的状态称为正向导通,如图3-1所示。正向导通时,通过PN结的正向电流较大,即PN结呈现的正向电阻很小。
图3-1 PN结加正向电压
(2)PN结外加反向电压截止
当PN结的P区接电源的负极,N区接电源的正极,即PN结处于反向偏置时,外加电场方向与PN结内电场方向一致,使空间电荷区变宽,多数载流子的扩散几乎难以进行,少数载流子的漂移运动则得到加强,从而形成反向漂移电流。由于少数载流子浓度极小,故反向电流很微弱。这时PN结所处的状态称为反向截止,如图3-2所示。反向截止时,通过PN结的电流很小,PN结呈现的反向电阻很大。
图3-2 PN结加反向电压
单向导电性是PN的重要特性,也是晶体二极管、三极管等半导体器件导电特性的基础。