原帖
半導體少數(shù)載流子(少子)本來就很少。假設沒有少子的半導體稱為理想半導體。按照傳統(tǒng)模擬電子學理論,pn結形成后,n區(qū)多子——電子要向p區(qū)擴散,而p區(qū)少子——電子反向漂移到n區(qū)。待到n區(qū)到p區(qū)的多子——電子擴散運動與p區(qū)到n區(qū)的少子——電子漂移運動平衡時,pn結內電場正式形成。
按照傳統(tǒng)理論,少子越少,擴散與漂移達到平衡就越晚,而內電場就越寬。如此推斷,理想的無少子的半導體做成的pn結,由于沒有任何少子電子與多子電子的擴散相平衡,電子自n區(qū)向p區(qū)的擴散豈不是要一直進行下去,結果pn結內電場豈不是將達到無窮寬?內建電勢將達到無窮大,而半導體器件將根本不能工作,反而由此可以制造一種新式武器,其威力足以戰(zhàn)勝核武器。
實際情況是,少子越少,半導體器件工作越好。
清華模電書第四版第14頁、華科模電書第五版第62頁,都是這樣寫的。
以下兩個結論只能必居其一:
1. 由此可制造出比核武器更厲害的電子能武器;
2. 傳統(tǒng)少子漂移與多子擴散相平衡的理論是錯誤的。
補充
這個問題,先是Lgz2006積極響應

然后就有人大量灌水,無奈只好根據(jù)21ic政策收攏,以避免混戰(zhàn),維護論壇秩序。
此問題結論是,內電場當然不可能達到無窮寬,因此傳統(tǒng)少子漂移與多子擴散相平衡的理論是不適的。這個結論,應該說與Lgz2006發(fā)帖還是比較一致的。
實際上,重物下落必然受到重力作用,否則會像神十的宇航員一樣漂浮起來,電子從N區(qū)到P區(qū)擴散必然受到擴散勢Ee的作用。擴散勢Ee與半導體材料及摻雜濃度有關。對于硅半導體pn結,正常摻雜濃度下擴散勢Ee≈0.7V,鍺pn結Ee≈0.3V。擴散勢Ee是一個恒定值,即電子從N區(qū)到P區(qū)擴散的動力是恒定的。但是隨著擴散的進行,內電場不斷變寬,內電場內建電勢Ub卻是阻力。隨著擴散進行,動力不變,阻力卻越來越大,于是擴散到Ub=Ee時即終止,內電場宣告形成。
擴散勢Ee的極性是p正n負。
pn結外加正向電壓U,U正極接p,負極接n,U正極與Ub負極相接,就好像兩節(jié)電池首尾相接,互相加強,U與Ub一樣表現(xiàn)為阻力,阻力較大,故電子的擴散提前終止,pn結在外加正向電壓U作用下內電場自然變窄。
pn結外加正向電壓U>Ee時,內電場消失,pn結正向導通,擴散勢表現(xiàn)為正向壓降。硅二極管正向壓降0.7V,鍺二極管正向壓降0.3V,其實都是擴散勢的表現(xiàn)。
pn結外加反向電壓U,U正極接n,負極接p,U正極與Ee負極相接,就好像兩節(jié)電池首尾相接,互相加強,U表現(xiàn)為動力,故擴散延后終止,pn結在外加反向電壓U作用下內電場自然變寬。
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