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什么是內(nèi)建電勢(shì)

什么是內(nèi)建電勢(shì)

內(nèi)建電勢(shì)(Built-in Potential)是指在一個(gè)半導(dǎo)體材料的內(nèi)部,由于P型和N型半導(dǎo)體接觸時(shí)產(chǎn)生的電荷載流子擴(kuò)散,形成的電場(chǎng)引起的電勢(shì)差。這個(gè)電勢(shì)差存在于PN...

內(nèi)建電勢(shì)(Built-in Potential)是指在一個(gè)半導(dǎo)體材料的內(nèi)部,由于P型和N型半導(dǎo)體接觸時(shí)產(chǎn)生的電荷載流子擴(kuò)散,形成的電場(chǎng)引起的電勢(shì)差。這個(gè)電勢(shì)差存在于PN結(jié)的兩邊,即P區(qū)與N區(qū)的交界處。

當(dāng)P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體接觸時(shí),由于兩者中電荷載流子的濃度不同,電子會(huì)從N區(qū)擴(kuò)散到P區(qū),而空穴會(huì)從P區(qū)擴(kuò)散到N區(qū)。這個(gè)過程會(huì)導(dǎo)致N區(qū)邊緣的正電荷增加,而P區(qū)邊緣的負(fù)電荷增加。為了保持電中性,N區(qū)的正電荷必須與P區(qū)的負(fù)電荷相等。

這種電荷重新分布產(chǎn)生了內(nèi)建電勢(shì),也稱為內(nèi)建電場(chǎng)。內(nèi)建電勢(shì)的存在阻止了更多的電子和空穴在PN結(jié)兩側(cè)進(jìn)一步擴(kuò)散,維持了電荷的平衡狀態(tài)。內(nèi)建電勢(shì)的大小取決于半導(dǎo)體的材料性質(zhì)和溫度。

在PN結(jié)正向偏置時(shí),外加電壓會(huì)部分抵消內(nèi)建電勢(shì),使得PN結(jié)的正向電流增加;而在PN結(jié)反向偏置時(shí),外加電壓增強(qiáng)了內(nèi)建電勢(shì),使得PN結(jié)的反向電流保持極小。內(nèi)建電勢(shì)是半導(dǎo)體器件,如二極管、晶體管等基本工作原理的重要組成部分。