PN结加正向电压时,空间电荷区将变窄?

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描述

PN结加正向电压时,空间电荷区将变窄是因为:PN结外加正向电压,此时外电场将多数载流子推向空间电荷区,使其变窄,削弱了内电场,破坏了原来的平衡,使扩散运动加剧,漂移运动减弱,由于电源的作用。扩散运动将源源不断地进行,从而形成正向电流,PN结导通。

简单来说就是因为: 外电场和内电场方向相反,理应削弱内电场,破坏原有平衡,此时扩散运动加剧,漂移运动减弱。

内电场是如何形成的: 由P区空穴扩散到N区、N区自由电子扩散到P区,两区接触靠近P区的地方由于失去空穴产生负离子区;两区接触靠近N区的地方由于失去自由电子产生正离子区。正负离子区就形成了内电场。

载流子

PN结加正向电压时,空间电荷区将变窄还需要考虑外接电源会提供电子:

因为PN结无外接电源时内部电场平衡,扩散运动和漂移运动平衡,但是外接电源时该平衡被打破,扩散运动远大于漂移运动,大量自由电子和空穴涌入,打破了平衡。

电源负极会催动大量的自由电子,在外电场的作用下,大量自由电子会进入N区,一小部分与空间电荷区的正离子复合呈电中性,这也就相当于削弱了内电场。

同理电源正极会催动大量的空穴,在外电场的作用下,大量空穴会进入P区,一小部分与空间电荷区的负离子复合呈电中性,这也就相当于削弱了内电场。

同时,外加正向电压时,P区会有更多的空穴扩散到N区、N区会有更多的自由电子扩散到P区,照理会产生更多的负离子和正离子,加宽内电场,但电源催动的空穴和电子参与扩散时并不会留在P区和N区,而是再循环一圈后重新回到电源。

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