在硅、鍺,砷化稼等具有共價鍵的單晶本征半導(dǎo)體材料中,以特殊工藝[ 如高溫擴散、離子注入等]“攙雜”進一定濃度 【 10e-6~10e-10」的其它特定原子,在不破壞原半導(dǎo)體共價鍵的情況下,使“雜質(zhì)”原子在晶格的某些位置上替代原來材料的原子,因為原晶體的共價鍵結(jié)構(gòu)的存在,以及雜質(zhì)原子與晶體原子的自由電子數(shù)目不相等,那么在形成共價鍵后,雜質(zhì)原子就會多出自由電子或者被共價鍵牽引而缺少了自由電子。從整個材料特性看來仍然對外界表現(xiàn)出電中性,但在晶格附近就會有多余的電子或者因缺少電子而形成了帶正電的“空穴”。有“多余”電子的攙雜材料就稱為 Negative 型半導(dǎo)體,帶“空穴”的攙雜材料就稱為 Positive 型半導(dǎo)體。
從電路結(jié)構(gòu)上說來, PN 結(jié)是一種特殊的材料接觸結(jié)構(gòu):將 P 型半導(dǎo)體以及 N 型半導(dǎo)體以特定的工藝進行原子級結(jié)合就可以形成 PN 結(jié), PN 結(jié)有這 樣的特點:因 P 型半導(dǎo)體中的空穴、 N 型半導(dǎo)體中的電子互相“滲透”會形成一個接觸電場,方向為從 N 端指向 P 端。當分別在 P,N端加上電壓時, PN 結(jié)將表現(xiàn)出寶貴的單向?qū)щ娦裕?P 極加正電壓, N 極加負電壓時接觸電場被削弱, PN 結(jié)導(dǎo)通; N 極加正電壓, P 極加負電壓時接觸電場被增加,導(dǎo)致自由電子無法通過。在 PN 正向?qū)〞r,因接觸電場的存在,將會在結(jié)上形成一固定壓降,硅 PN 結(jié)的壓降一般為 O . 6V 左右,鍺材料結(jié)的壓降為 0 . 3 一 O . SV 左右。鍺材料的溫度敏感性很強,其穩(wěn)定性遠遠不如硅材料。 PN 結(jié)示意圖如圖1 . 1 :
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