pn结是半导体器件中最常用的一种。它由夹杂着掺杂不同种类杂质的p型半导体和n型半导体组成。当这两种半导体材料接触时,形成了p-n结。
1.p-n结的形成
p-n结是通过将p型半导体和n型半导体直接接触在一起形成的。在p型半导体中,杂质原子几乎全部为三价元素(如硼),而在n型半导体中,杂质原子几乎全部为五价元素(如磷)。这种杂质结构会导致p型半导体中存在大量空穴,n型半导体中存在大量自由电子,使它们能形成一个类似于电容器的结构——即p-n结。
2.pn结的基本特性
pn结有多种重要特性。首先,它是一种单向导电器件,电流只能在特定方向上通过,通常从p区域的正端到n区域的负端。其次,当pn结处于正向偏置时(即正极在p端、负极在n端),会有大量自由载流子穿过pn结从而产生电流,并呈现出一个低电阻状态。反之,当pn结处于反向偏置时,低电压下几乎不流动电流,但随着热激发和光激发作用,会在一个很小的电流范围内产生极高电流。
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