学习笔记2：PN结

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本征半导体：在纯真单晶硅中，电子被共价键所束缚，很难移动，所以不导电。

P区域：在硅中参杂3价元素，所有3个电子会和硅元素组成共价键，会有一个共价键缺少电子变成空穴（缺少了一个带负电的电子）。空穴也可以用来导电：带正电的空穴。

N区域：在硅中参杂5价元素，其中4个电子会和硅元素组成共价键，剩下一个变成自由电子：带负电的电子。

扩散运动：由于浓度差，电子由浓度较高的n型半导体流向p型半导体。

漂移运动：n型半导体失去了电子，呈现正电；p型半导体中空穴被电子填充，呈现负电。从而让发生扩散的地方形成了一个电场（反向由n到p），电场内的电子受到由p到n的力，部分电子就会因为这个力从p到n运动。

扩散运动（浓度差）和飘逸运动（电场点位差）是动态平衡。

正向偏置：

从外部施加一个由p指向n的电场（即p接电源正极，n接电源负极）。电子从电源负极出发，涌向n区，扩散到pn结中。P区电子也会在此时向电源正极移动，但此时p区没有多少左右电子，都是空穴。此时原先形成pn结时，由n区来的电子就会离开，向正极移动，pn结中又形成了新的空穴。N区pn结由于电子的进入在变窄，p区pn结由于电子流出，空穴增多也在变窄。当pn结宽度变为0，半导体成为导通状态（用外电压克服内电压）。

反向偏置：

将电源方向倒转，此时n区自由电子会被电源正极吸引，离开n区；p区有电源电子流入，填补p区空穴。此时，n区pn结由于失去电子在变宽，p区pn结由于失去空穴也在变宽，原先内电场被加强，导致半导体不导电。

但此时由于内电场变宽，导致飘逸运动也会加强。仍然有电子在做飘逸运动，当能量达到阈值时，被电源赋能的自由电子可以把共价键中的电子撞出来，形成自由电子和一个空穴，形成链式反应，形成很大的电流（雪崩击穿），不会损害半导体，但是会产生大量的热，导致半导体烧毁。