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能带图和修正欧姆定律
能带图和修正欧姆定律
分析P－N结的单向导电性：
正偏压V使得PN结N型中性区的费米能级相对于P型中性区的升高qV。在P型中性区 ＝ 在空间电荷区由于n、p<根据修正欧姆定律必有电流产生，由于 ，电流沿x轴正方向，即为正向电流。又由于在空间电荷区边界注入的非平衡少子浓度很大，因此在空间电荷区边界电流密度也很大〔J＝ )离开空间电荷
区边界随着距离的增加注入的非平衡少子浓度越来越小（e指数减少），电流密度也越来越小。反偏压-VR使得PN结N型中性区的费米能级相对于P型中性区的降低qVR。在扩散区费米能级的梯度小于零，因此会有反向电流产生。由于空间电荷区电场的抽取作用，在扩散区载流子很低，
很小，因此随有很大的费米能级梯度电流却很小且趋于饱和。
根据载流子扩散与漂移的观点分析 结的单向导电性：
正偏压V使空间电荷区内建电势差由 下降到 －V打破了PN结的热平衡，使载流子的扩散运动占优势即造成少子的正向注入且电流很大。反偏压使空间电荷区内建电势差由 上升到 ＋VR同样打破了PN结的热平衡，使载流子的漂移运动占优势这种漂移是N区少子空穴向P区和P区少子电子向N区的漂移，因此电流是反向的。由于少子数量很小因此电流很小且呈饱和状态。
PN结空间电荷区内建电势差
解：方法1：设型的中性区的电势为 由 得
类似地，得到P型中性区的电势为
因而，在N
型一边与
P型一边中性区之间的电位差为
方法2：净电子电流为
处于热平衡时，In＝0 。又因为 ，所以
又因为 （爱因斯坦关系），所以
从
作积分，则
导出加偏压V的PN结空间电荷区边缘非平衡少子浓度值。
解：方法1、由自建电势的表示式
有：
（1）
与此类似，可以得到
（2）
由于加上偏压V,结电势变成 因此，（1）式被修改为
式中 和 分别为在N侧和P侧空间电荷层边缘的电子浓度。对于低水平注入，N侧的注入电子浓度与 相比是很小的，因此我们可以假设 ，把这一条件和（1）式代入（3）式，得到
（4）式和（5）式分别为书中（2-29）和（2-30）式它们确定了空间电荷层边缘的少数载流子浓度。
（3）
（4）
类似地，可有
（5）
方法2、：在 处
(此为一般结果)
小注入：
，此即书中（2-30）
大注入：
且
所以
或
推导公式（2-37）：
解：
(2),(3)分别代入(1)得：
从中解出：
（4）
（5）
将（4）（5）代入（1）：
（6）
（6）式即为N侧空穴分布。
类似的，

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