外电路如何产生空穴PN结处因为多数载流子耗尽及内建电场的方向问题,只有少子的漂移运动,而耗尽区无法提供载流子.但是想象如下的情况：PN结加正向偏置电压,扩散运动加强,N区的电子扩散到P区（未在耗尽区复合的那部分）与空穴复合,消耗了空穴.此时为了电流连续,电源正极必须要供给空穴,但是实际上是将共价键中电子拉走,从而产生空穴.请问复合了的空穴中的电子有那么容易被拉出来吗?从耗尽层的情况来看,内建电场无法将耗尽区的复合的电子和空穴拉开,要外加很强的偏置电压才能将其一起齐纳击穿,那电源正极是如何做到的,我想了一下
2019-06-26
外电路如何产生空穴
PN结处因为多数载流子耗尽及内建电场的方向问题,只有少子的漂移运动,而耗尽区无法提供载流子.但是想象如下的情况：PN结加正向偏置电压,扩散运动加强,N区的电子扩散到P区（未在耗尽区复合的那部分）与空穴复合,消耗了空穴.此时为了电流连续,电源正极必须要供给空穴,但是实际上是将共价键中电子拉走,从而产生空穴.请问复合了的空穴中的电子有那么容易被拉出来吗?从耗尽层的情况来看,内建电场无法将耗尽区的复合的电子和空穴拉开,要外加很强的偏置电压才能将其一起齐纳击穿,那电源正极是如何做到的,
我想了一下,这个问题可以换成个简单点的说法：就是设想一块P型半导体,两端引出导线,当然这样的半导体没什么实际的作用.在这个半导体两端加上电压,P型半导体中的空穴在电场的作用下必然会向负端移动,实际上我们也知道本质是价电子通过空穴向电源正端移动,则靠近电源正端的空穴必然减少,靠近电源负端的空穴必然增多（这只是考虑一个瞬态）,为了维持电流平衡,电源正端要将电子拉出形成空穴,电源负端要注入电子相当于吸收空穴.那么电源正端压拉出电子岂不是要花费很大的能量?因为这个时候导电的电子并不是自由电子,而是共价键中的电子啊
提出这个问题主要是由于考虑到引出线一般是金属,而金属是靠自由电子导电的,而P型半导体是靠空穴导电的,如此一来它们的能级是不一致的,这样的跨越是否需要更多的能量?
本人没有学过能带理论,只是稍微了解一点,产生以上的疑问,
优质解答
恰恰不是正常共价键上的电子吧,掺杂后导电利用的就主要就是掺杂原子引入的没明确参与形成共价键的“孤独电子”,比如对于n型半导体来说,硅中掺入磷,磷本身五个价电子,有四个与硅结构成共价键,被束缚起来,还有一个价电子没人要了,相对没有束缚,二极管原理上用的就是后者这种电子和形成共价键的电子间的能量差别：PN结加上正向电压时,外加的这个电场帮助内建电场,结两侧的空穴电子进一步复合,这时导电靠的就是上述后者那种“游离”的,没有参与形成共价键的“多子”,这种多子稍加激发就能动起来；加上反向电压时,抵制内建电场,结两侧的空穴电子难以复合,“多子”只能各在两边自己玩,导电的工作是主要由那些被束缚起来的共价电子承担的,这些共价电子要想被激发,当然需要更高的能量,要么靠热运动整一丁点出来,要么被强电场来个击穿.
恰恰不是正常共价键上的电子吧,掺杂后导电利用的就主要就是掺杂原子引入的没明确参与形成共价键的“孤独电子”,比如对于n型半导体来说,硅中掺入磷,磷本身五个价电子,有四个与硅结构成共价键,被束缚起来,还有一个价电子没人要了,相对没有束缚,二极管原理上用的就是后者这种电子和形成共价键的电子间的能量差别：PN结加上正向电压时,外加的这个电场帮助内建电场,结两侧的空穴电子进一步复合,这时导电靠的就是上述后者那种“游离”的,没有参与形成共价键的“多子”,这种多子稍加激发就能动起来；加上反向电压时,抵制内建电场,结两侧的空穴电子难以复合,“多子”只能各在两边自己玩,导电的工作是主要由那些被束缚起来的共价电子承担的,这些共价电子要想被激发,当然需要更高的能量,要么靠热运动整一丁点出来,要么被强电场来个击穿.