PN结空间电荷区形成原理

PN结空间电荷区形成原理 

杂质半导体中的多子一般都是由杂质原子提供，少子是本征激发产生

P型半导体和n型半导体结合后，交界处p区的多子（空穴）向n区扩散，n区多子（电子）向p区扩散

前者是因为n区的空穴少产生了浓度差，后者是因为p区电子少产生了浓度差，由此产生了扩散

这里空穴的移动是相对的，p区的空穴被n区过来的电子结合，所以p区少了一个空穴，而n区电子离开后会留下一个空穴，这就好似空穴从p区扩散到了n区，实际上是相对而言。

扩散之后出现了复合，即n区的电子与扩散过来的空穴结合，p区的空穴与扩散过来的电子结合

这就导致n区杂质原子失去电子，留下了带正电的杂质离子，p区失去空穴，即得到电子，留下带负电的杂质离子（对照下面原因）

由此形成了所谓的空间电荷即耗尽区

而p区是负离子区，n区正离子区，这些离子不能移动（溶液中的离子可以移动，固体中的不能），由此会形成电场

 

（原因：原子是由原子核和核外电子组成，原子核带正电荷，绕核运动的电子则带相反的负电荷。原子的核电荷数与核外电子数相等，因此原子显电中性。

当原子得到一个或几个电子时，核外电子数多于核电荷数，从而带负电荷，称为阴离子。 当原子失去一个或几个电子时，核外电子数少于核电荷数，从而带正电荷，称为阳离子。）

p与n型半导体都是电中性，区别在于它们的载流子极性不同，所以说p或n型半导体显电性是错误的

P型半导体（电中性）：在本征半导体硅或锗中掺入微量的三价元素硼（B）或镓，就形成P型半导体。

N型半导体（电中性）：在本征半导体硅或锗中掺入微量的五价元素磷（P）就形成N型半导体。

那么p区为何是负离子呢？
因为p型半导体本身是电中性的，空穴是正电，所以离子得是负电