題組內容

一、關於二極體,試說明:(每小題10分,共20分)

(二)空乏區的內建電位(Built-in potential)的來由。

詳解 (共 3 筆)

nomi
nomi
詳解 #5905423
2023/08/04
這是由於p 型半導體其內具有大量的電洞、...
(共 168 字,隱藏中)
前往觀看
蘇俊諺
蘇俊諺
詳解 #5893608
2023/07/23
空乏區的內建電位是指在熱平衡之下,空乏區...
(共 42 字,隱藏中)
前往觀看
hchungw
hchungw
詳解 #5911769
2023/08/15


內建電位(Built-in potential)是指pn二極體中的空乏區內部存在的自然電位差。它的形成和空乏區的形成有密切的關係。以下是內建電位的來由:

摻雜引起的能級差異:在p型和n型半導體中,由於摻雜濃度和種類的不同,它們的費米能級(Fermi level)會有所不同。p型半導體的費米能級接近價帶頂端,而n型半導體的費米能級接近導帶底端。

電荷重新分佈:當p型和n型半導體結合在一起時,由於費米能級的不同,電子從n型區域擴散到p型區域,電洞則從p型區域擴散到n型區域。這導致了pn接面附近的空乏區的形成。

內建電場的產生:由於擴散過程中的電荷重新分佈,pn接面兩側會產生正和負不動電荷,形成一個電場方向指向n型區域。這個電場就是內建電場。

內建電位的形成:這個內建電場會產生一個電位差,稱為內建電位。它是pn二極體在平衡狀態下的自然電位差,通常在0.5到0.7伏特之間(取決於材料和摻雜濃度)。

內建電位的主要作用是阻止更多的電荷擴散,保持二極體在無外加偏壓下的平衡狀態。它同時也是決定二極體特性的重要因素,例如,當外加正向偏壓小於內建電位時,二極體不導通;當外加正向偏壓大於內建電位時,二極體開始導通。