PN结中内电场阻止多子扩散的详细机理是什么?追问我最想知道这个问题 回答PN结中内电场对多子有作用力 追问问题是我很想知道这个力是怎么个作用法.我就是想知道,内电场由n区指向p区,怎
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/18 17:16:39
PN结中内电场阻止多子扩散的详细机理是什么?追问我最想知道这个问题 回答PN结中内电场对多子有作用力 追问问题是我很想知道这个力是怎么个作用法.我就是想知道,内电场由n区指向p区,怎
PN结中内电场阻止多子扩散的详细机理是什么?追问我最想知道这个问题 回答PN结中内电场对多子有作用力 追问问题是我很想知道这个力是怎么个作用法.我就是想知道,内电场由n区指向p区,怎么就能阻止多子的扩散.关键是不明白这个内电场的电场线是什么样子.英雄所见略同呀,我也是这个问题搞不懂呢,你现在能不吝赐教吗?
PN结中内电场阻止多子扩散的详细机理是什么?追问我最想知道这个问题 回答PN结中内电场对多子有作用力 追问问题是我很想知道这个力是怎么个作用法.我就是想知道,内电场由n区指向p区,怎
1.电子是逆电场线而行的
2.掺杂的杂质本身是电中性的,电离出电子后才显示正电性
3.什么叫少子没有载体?电子在固体内部运动载体是什么意思?
多子由于浓度差异进行扩散;扩散进行中伴随复合;复合结果导致空间电荷区;空间电荷区形成内电场;内电场的职责就是对抗形成它的原因,也就是多子扩散。世间所有的事情大概都是这样的。内电场的职责就是对抗形成它的原因,这是什么原因呢是同性相排吗又是怎么个排法呢可以参考PN结结构和原理的示意图,对照图看容易懂了。扩散之前,最初始状态,无论P区还是N区,都是电中性的。但P区中有三价杂质,即核最外层轨道三个电子的元...
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多子由于浓度差异进行扩散;扩散进行中伴随复合;复合结果导致空间电荷区;空间电荷区形成内电场;内电场的职责就是对抗形成它的原因,也就是多子扩散。世间所有的事情大概都是这样的。
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找个问题我贴出来几个月了,没人指教,所以到现在还是没弄懂。
书上如果有,我和他就不会问同样的问题了。书上只一句话就把找个问题含糊过去了。
这个问题用两个角度去思考,一个是从非电场角度去分析,一个是从电场角度去分析。不是内电场的原因,是因为开始的时候扩散原本就不是由电场引起的,而是因为浓度不均形成的扩散,扩散的结果就是中间由于中和而形成的pn结,扩散不断的进行,导致pn结越来越厚,这个pn结中的浓度差已经为零了,它会阻止漂移进行下去,刚开始的时候比较薄,扩散的力比较大,多子可以越过去进行中和,结果是越来越厚,最后扩散力已经没力量去冲破...
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这个问题用两个角度去思考,一个是从非电场角度去分析,一个是从电场角度去分析。不是内电场的原因,是因为开始的时候扩散原本就不是由电场引起的,而是因为浓度不均形成的扩散,扩散的结果就是中间由于中和而形成的pn结,扩散不断的进行,导致pn结越来越厚,这个pn结中的浓度差已经为零了,它会阻止漂移进行下去,刚开始的时候比较薄,扩散的力比较大,多子可以越过去进行中和,结果是越来越厚,最后扩散力已经没力量去冲破这个墙了,这时就达到平衡了,呵呵,你的嘴角撇到眼角了,其实我也觉的挺搞笑的。
如何从电场的角度去解释这个问题,我是这样想的。提问者的疑问有两个,第一个是他认为正负离子靠在一起应该是正负中和,也就是要短路的。第二个疑问是电场力是如何阻止多子扩散的。先说第一个,一般的离子成因是因为某个原子因为得到电子或者失去电子而形成的负离子和正离子,它们的结构不稳定,正离子是因为原子因外力而失去了电子,质子的正电荷大于围绕它运动着的电子数,它有能力去获得电子,使自己的结构稳定,也就是正负电荷相等,负离子也是同样的道理,它多了一个电子也觉得不舒服。所以当这两种离子碰到一起的时候就会发生中和,呵呵,你情我愿么。结果就是它们又恢复到原来的状态,都变成原子了,中和时他们要释放原来拥有的能量,就会产生热能。就像下雪的时候为啥不觉得冷呢,那是因为它们要释放自身的热量以变成雪花,由液体变成固体。化雪的时候我们会觉得冷,因为雪要吸收周围的热量来变成液体。太阳出来了,可以提供它们所需的热能。再来说半导体,它们有别于其他物质的结构,也才能做其他物质所不能完成的事情,为什么呢?本征半导体中掺杂一些微量的3价元素,并通过制作工艺做成晶体,晶体内部结构中的质点(原子、离子、分子)有规则地在三维空间呈周期性重复排列,因此,这些微量的3价元素是分布均匀的与本征半导体中的元素以共价键的形式存在的,因最外层电子是八个电子是最稳定的结构,因此对于掺杂3价元素的本征半导体形成的晶体来说,两种元素形成的共价键用去了7个价电子,缺少一个,形成空穴,这个空穴具有获得电子以形成4对共价键的稳定形态的趋势而成为负离子,这个空穴有正电荷的特性,因此空穴就相当于正电荷了。这个区域就是p型半导体,每个掺杂的3价元素形成一个空穴成为p型半导体的多子。N型半导体道理相同,掺杂了5价键的元素,形成了4对共价键的晶体结构而多出了的电子成为多子,当这两个区域靠近时,两边多子的浓度差(或者说互相需要吧)形成电子从N区向p区扩散和空穴从p区向N区复合,扩散和复合也产生了力,是指向对方的。两种运动同时进行。p区一侧因得到电子而成为负离子,N区因失去电子而成为正离子,这两个电离层都具有4对共价键的稳定形态,这两个互相独立的电离层都有稳定的8个价电子的稳定形态,他们都没有互相破坏对方的意愿,所以虽然相偎相依在一起却相安无事。打个比方,两个同向同速高速运行的两辆车(两个电离层),它们之间相对是静止的,两部车虽然挨在一起,却相安无事,两个司机甚至可以握握手来互相问候却不会受到任何损伤,但是对于站在路面上不动的行人来说(电离层两边的多子),这两部车却是高速运行着的。对于N区的正离子层,N区的多子电子的扩散力是指向P区的,在靠近正离子层的时候,因正离子层因有4对共价键了,它不需要电子了,对于N区中的电子(多子)的扩散力从宏观上讲有相反的排斥力,这个力与扩散力是相反的,对于p区中的多子空穴,p区的负离子层道理是一样的,对空穴(正电荷)也有一个排斥力,这个排斥力是从n区指向p区的,这个力就是电场力的方向,电场力的方向是人为规定的,以正电荷放入源电场中受到的力作为电场力的方向,所以这个pn结电场力的方向就是n指向p,并且这个电场是以光子为媒介以光的速度传递到整个晶体空间的所有角落(其实在一个有源的闭合回路中电子的流动速度是非常慢的,比蜗牛还慢,当导体两端建立电场后(也就是有了电压),电场以光子为媒介以光的速度传递到导体的每一个角落,而电子从光子上获得动能向电源的正极移动,这时他会遇到比他的质量大的多的原子的阻拦,发生碰撞,被撞的晕头八脑的,这时动能就转换成了热能,这个电子继续从光子传递的能量获得动能继续前进,继续撞,所以走的很慢很慢,这个现象充斥在整个导体中),所以对于带负电的电子来说,这个电场力是p指向n的,电场力与多子的扩散力方向相反,当电场力与扩散力相等时,扩散就结束了,pn结就形成一定厚度的电离层,这时,p区的一部分少子电子因电场力的作用(电场力对于电子来说是p指向n的方向)推着电子越过电离层到达n区,这就造成了n区的电子浓度增加(N区的一部分少子空穴也同时进行类似的运动,形成了漂移运动),扩散力也相应的增加,大于电场力,这样扩散运动又开始了,直到扩散力等于电场力,这两个过程重复进行,达到了动态的平衡。有个现象我说一下,不知对以上的问题的解释有没有帮助,你端着用塑料做成的敞口杯子放入吸管吸豆浆,开始的时候,吸管中有空气,你要把吸管中的空气先吸到肚子里,豆浆才能顺着管子从杯子里进入到你的嘴里,为啥呢?大气压力啊,你把管子中的空气吸走后,管子中的空气没有了,这时管内和管外的就形成了空气的浓度差,这种浓度差形成了压力,如果大气压力参考为零压的话,那么管内的压力就是负压了。空气想进入管子形成平衡,但是管子是圆的,管壁又比较厚,空气进不去,这种不平衡形成的负压会通过管内的空间传递到豆浆液体的每一个角落,(如果你用的是一个不是圆的,或者管壁又很薄的管子,那么管子在你没喝到豆浆钱一定会被大气压力压扁的,当然这个负压也就传递不到豆浆了,你也就喝不到豆浆了,急死)大气压力是向下压豆浆的,力的作用是相互的,豆浆会有一个与之大小相等,方向向上的力,这个力推着豆浆进入管子然后进入到你的嘴里,你得不停的吸,以保持这种压力,就像电源一样。如果这个豆浆杯子是密闭的,那么你直接用管子扎透表面的封面去喝豆浆,杯子会被大气压扁的,你还得把你喝掉的与豆浆体积的相同的空气用嘴吹到杯子里,才能再次喝到豆浆,除非你在封面上多扎几个窟窿以让豆浆与空气直接接触,大气压力才不会找杯子撒气。以上不是书上写的,这是我通过已经学到的东西自己瞎想的,是同大家一起交流,我觉得大家都这样才好。就像我佩服的一个朋友说的,物理不同于其他学科,比如数学,数学是定量的,结果都可以推算出来,有根有据的,所以学数学要注重过程,要尽量的去了解最终的结果是如何得来的,而物理不同,很多定理都是通过实验证明某种现象的存在,却说不出原理,很多问题都有争论的。所以学物理很多地方要把学到的知识看成一个盒子,我们注重的是盒子所表现在外面的功能,不需要去了解内部,知道怎么去用就行了,就像你家的电视,你只要知道打开电源开机换屏道就行了。可是假如中国出现了这样的一批天才,他们在很好的氛围下有愿望去推翻经典,并且去为之不懈奋斗,最终把爱因斯坦的相对论之类的东西踩在脚下,那么他们就会改变世界,改变中国,美国和它的哈巴狗小日本还敢这么明目张胆的欺负中国么?
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感觉回答者只是把书上的话重复了一遍,我觉得不要用电场理论来解释,换个角度从量子力学方面解释也许更合理:
N侧每个杂质原子多出来了一个价电子,受到的约束力很小,但在没有外力作用下并不会到处乱跑,还是在原子核周边转,而P侧的晶格中却有很多原子需要一个电子,以形成更稳定的结构,在NP临近的地方,N侧杂质原子多出的那个电子被P侧吸引过去填补空穴(为什么吸引?这是量子力学范围的另一个问题),但只有临...
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感觉回答者只是把书上的话重复了一遍,我觉得不要用电场理论来解释,换个角度从量子力学方面解释也许更合理:
N侧每个杂质原子多出来了一个价电子,受到的约束力很小,但在没有外力作用下并不会到处乱跑,还是在原子核周边转,而P侧的晶格中却有很多原子需要一个电子,以形成更稳定的结构,在NP临近的地方,N侧杂质原子多出的那个电子被P侧吸引过去填补空穴(为什么吸引?这是量子力学范围的另一个问题),但只有临近的地方才会发生,当N侧该被吸引的电子都被吸引了,就形成了一个相对稳定的空间电荷区,N侧那些离的较远的电子只能还在老地方转。
你可能又会问,N侧靠近NP节的地方都是正离子,应该会把附近的电子都吸引过去啊,答案是不会,因为正离子其实在晶格中已是一个稳定的结构,它对其他价电子没有吸引力
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