pn节正向导通,其内外电场方向为什么不一致

Question

如题所述

Answer 1

当PN结承受正向电压时，其导通特性可通过以下直观解释。想象电源的正极与P型半导体接触，负极连接N型半导体，这会使得PN结区域承受正向电压。在这个过程中，外部电压的一部分在PN结处消耗，使得PN结进入正向偏置状态。此时，空穴从P区向N区移动，电子则从N区向P区移动，这导致空间电荷区的宽度减小，电场的方向原本是从N向P，但随着载流子的流动，实际电流方向与之相反，从P向N流动。

PN结之所以形成这种现象，源于其结构特性。PN结的形成是通过在半导体中掺杂不同类型的杂质，形成P型和N型区域。为了实现导通，需要消除空间电荷区的内部电场，即通过施加与内部电场方向相反的外加电压（正向偏置），载流子得以克服阻力流动，形成正向电流。相反，如果施加反向电压，内部电场的阻力增强，PN结几乎不能导通，仅会有极微弱的反向电流由少数载流子形成。

PN结的发展历程也显示了其技术进步，从1935年的多晶硅研究到1940年通过掺杂技术制造出PN结，科学家们不断发现和利用杂质元素的作用，如施主和受主杂质，以优化半导体的性能。总的来说，PN结的正向导通是由于外部电压与内部电场相互作用的结果，这在电子器件中起着关键作用。