PN結加正向電壓及PN結電導調制作用

PN結一邊是P區，一邊是N區，只有P區電位高于N區電位，它才會通，而且有P到N導通，反過來，N電位高于P區，不會導通，稱為反向截止。

將P型半導體與N型半導體制作在同一塊半導體（通常是硅或鍺）基片上，在它們的交界面就形成空間電荷區稱PN結。一塊單晶半導體中 ，一部分摻有受主雜質是P型半導體，另一部分摻有施主雜質是N型半導體時 ，P 型半導體和N型半導體的交界面附近的過渡區就是PN結。

同一個半導體一頭做成P型半導體，一頭做成N型半導體，就會在兩種半導體的交界面處形成一個特殊的接觸面則成為PN結。P結種空穴多點在少，N結種電子多空穴少。

當PN結加正向電壓時，P區中空穴（正電荷）在電源正極的排斥下向N區移動，到了N區后，又在電源負極的吸引下，向電源負極移動。同理，N區的電子（負電荷）在電源負極的排斥下，向P區移動，到了P區后有在電源正極的吸引下向電源正極移動。這樣就會在PN結種形成持續的電流，也就是說，PN結導通了。所以只要給PN結加正向電壓PN結就會導通。

PN結加正向電壓及PN結電導調制作用

如圖1-2a所示，PN結加上正向電壓，外部電場與內部電場方向相反，削弱了內電場，空間電荷區變窄，Ｐ區多數載流子空穴以及Ｎ區多數載流子電子，容易越過勢壘區（耗盡層），PN結導通，又因電源提供了空穴和電子，所以電流可以維持，其大小是由電源電壓以及外串電阻大小決定的。

PN結加正向電壓及PN結電導調制作用-圖1-2

從Ｎ區擴散到Ｐ區的電子與Ｐ區的空穴再結合而消失，同樣從Ｐ區擴散到Ｎ區的空穴與Ｎ區電子再結合而消失。圖1-2b為少數載流子濃度分布圖，隨著遠離空間電荷區而減小。

圖1-2c所示為ＰＮ結加正向電壓時電流成分，流過半導體的電流一定，不同地點多數載流子電流和少數載流子電流比例不同，Ｐ區離空間電荷區遠處幾乎全是空穴電流，Ｎ區離空間電荷區遠處幾乎全是電子電流。

PN結加正向電壓及PN結電導調制作用-圖1-3

由ＰＮ結組成的大功率二極管都正向電流大、反向耐壓高的特點，為滿足反向耐壓高的要求就要選用電阻率高和較厚的硅片，這樣又帶來正向導通電壓降大、導通損耗大的問題。如果按半導體材料計算正向壓降可達數百伏，然而實際上正向壓降只有1V左右，硅整流二極管的管芯結構示意，如圖1-3所示。P+N+代表高濃度重摻雜區，在通大電流時由P+N+區向ＰＮ區注入了大量載流子，提高了Ｐ、 Ｎ區的電導率，降低了體電阻，所以正向壓降小，這種改變電導率的作用叫電導調制作用。