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我是微电子的学生 请教 有关pn结的一个白痴 问题 大家多关照

请问 平衡pn结 是一个等势体吗 在空间电荷区的两侧是否有电势差?
          我觉得有电势差 ,之所以用电压表测不出是因为 在pn结两端构成回路时 在两端之间通过外导线又形成一个“分开的”空间电荷区.这也就是二极管的模型加了一个独立电压源的原因.不知我这种说法对不对??
          可我的老师说 pn结是一个等势体 所以测不出两端的电压
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liusichao
LV.4
2
2005-02-26 12:26
我觉得你说得对,之所以测不出来是因为表笔或是导线与半导体的接触部分又形成了空间电荷区的原因.(我上学的时候也是这么觉得的,希望能有大虾说一下这种想法是不是正确)
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henry2005
LV.1
3
2005-02-26 14:56
@liusichao
我觉得你说得对,之所以测不出来是因为表笔或是导线与半导体的接触部分又形成了空间电荷区的原因.(我上学的时候也是这么觉得的,希望能有大虾说一下这种想法是不是正确)
liusichao 前辈;
我的邮箱 henry-chang@163.com
常联系!
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阿客东
LV.5
4
2005-02-26 15:45
@liusichao
我觉得你说得对,之所以测不出来是因为表笔或是导线与半导体的接触部分又形成了空间电荷区的原因.(我上学的时候也是这么觉得的,希望能有大虾说一下这种想法是不是正确)
我删了自己的话.说错了.
等我研究几天在写出自己的看法
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inherit
LV.5
5
2005-02-26 18:34
你老师说得没错,平衡的PN结是等势体.因为PN结产生的是“内”电场,在内电场中扩散和漂移电流是相等的所以电流为0.在没有外加电压的情况下,当然不能测出内电场的压差.外加电压时,相当于补充了多子和少子,改变了扩散和漂移的平衡,所以可以测出结电压.


呵呵,说白了,单纯的PN结尽管建立了内电场,是由于多子的浓度扩散,没有外界多子的补充,会产生一个相反的“外”电场来平衡内电场.

你老师只是没有说的太明白而已.
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henry2005
LV.1
6
2005-02-26 18:58
@阿客东
我删了自己的话.说错了.等我研究几天在写出自己的看法
阿客东:
请问您确实 仅用伏特表测过二极管的两端电压吗?
  真的有电压吗? 我不相信,如果有的话二极管岂不成电源了
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henry2005
LV.1
7
2005-02-26 19:41
@inherit
你老师说得没错,平衡的PN结是等势体.因为PN结产生的是“内”电场,在内电场中扩散和漂移电流是相等的所以电流为0.在没有外加电压的情况下,当然不能测出内电场的压差.外加电压时,相当于补充了多子和少子,改变了扩散和漂移的平衡,所以可以测出结电压.呵呵,说白了,单纯的PN结尽管建立了内电场,是由于多子的浓度扩散,没有外界多子的补充,会产生一个相反的“外”电场来平衡内电场.你老师只是没有说的太明白而已.
请问各位高人:
正偏v=0.2 假设二极管的v(bj)=0.6
此时空间电荷区上的压降为v(bj)-v 而书上说中性区压降可忽略那么 这个回路怎么不符合 基尔霍夫定律了呢 还差一个0.6的压降 去哪里了??
  我也是 从这个问题 才想到 pn结可能不是等势体(无论它两端是否加电压)
我知道我一定错了 但不知错哪里
希望不吝赐教
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inherit
LV.5
8
2005-02-26 23:03
@henry2005
请问各位高人:正偏v=0.2假设二极管的v(bj)=0.6此时空间电荷区上的压降为v(bj)-v而书上说中性区压降可忽略那么这个回路怎么不符合基尔霍夫定律了呢还差一个0.6的压降去哪里了??  我也是从这个问题才想到pn结可能不是等势体(无论它两端是否加电压)我知道我一定错了但不知错哪里希望不吝赐教
书上怎么说我不知道.

正偏0.2,使空间电荷区上的压降降为Vbj-V,但扩散电流和飘移电流在新的条件下形成新的平衡,所以总电流还是0,没有电流何谓回路?再说,又有哪儿不符合定律.在PN结上加电压,再没有克服势垒之前都是没电流的(绝对理想情况下),所以PN结两端电压只有外加的电压.事实上,PN结的势垒电压虽然降低,但PN结处的场依然是平衡的,内电场依然和外电场、外加电场是平衡的.


说白了,由于外加了电压(没有克服势垒),内电场变为Vbj-V,导致外电场也变为VBJ-V,所以整个PN结电压还只有外加电压.
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liusichao
LV.4
9
2005-02-26 23:03
@inherit
你老师说得没错,平衡的PN结是等势体.因为PN结产生的是“内”电场,在内电场中扩散和漂移电流是相等的所以电流为0.在没有外加电压的情况下,当然不能测出内电场的压差.外加电压时,相当于补充了多子和少子,改变了扩散和漂移的平衡,所以可以测出结电压.呵呵,说白了,单纯的PN结尽管建立了内电场,是由于多子的浓度扩散,没有外界多子的补充,会产生一个相反的“外”电场来平衡内电场.你老师只是没有说的太明白而已.
我觉得是这样;
PN结上存在两种电流,扩散电流,和漂移电流.
其中扩散电流是因为两边载流子浓度不一样导致的.(无论是否存在电场,载流子本身都有一个从载流子密度高的地方向载流子密度低的地方扩散的趋势)
而漂移电流是因为扩散运动导致电荷分布不平衡产生的电场引起的.
如果PN结是一个等势体,也就是PN结电场为零的话.就不会有漂移电流了,也就不会有PN结的平衡了.

从另一个角度说,在没有发生扩散运动之前,P型半导体和N型半导体内部的电子和孔穴数是一样多的.也就是都处于电中性状态.发生扩散运动以后P型半导体因为孔穴数量的减少而带负电荷,N型半导体带正电荷.本身电荷的分布就不是均匀的怎么会是等势体呢?

从电场力做功来说,在PN结里的载流子只收到一个方向的电场力,所以载流子在运动的时候电场力是做功的.这就会存在电势差.

还有用万用表测PN界两端时不会测到电压的,因为载流子的扩散运动应该是在所有不同的两个材料之间的接触面上都会发生.使用表笔测量PN结时两个表笔分别和P型n型半导体产生一个空间电荷区.这个空间电荷区的电势差抵消了PN结本身的电势差.
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liusichao
LV.4
10
2005-02-26 23:06
@henry2005
liusichao前辈;我的邮箱henry-chang@163.com常联系!
hehe,前辈算不上,我也不是专业学微电子的,我学的是通信电子.以后关于电子学方面的问题可能还要向你请教呢.
我的邮箱lsc1979@eyou.com
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吴晋
LV.3
11
2005-02-26 23:31
henry2005同学,你老师说得对,pn结是等势体,学习要特别注意,机械观不能太强的,这会影响你的思维.知道了吗?由二极管构成的回路同样符合环路定律,电路中还有"有源"“无源”的问题,这些理论要熟练运用方能理解你的问题,不过说真的,书上的理论看似很完整了,但人类目前还没有真正了解电荷的运动规律,这需要你们的努力!
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liusichao
LV.4
12
2005-02-27 08:00
我上网查了查,找了一篇文章.


http://www.paper.edu.cn/scholar/download.jsp?file=ruguoping-7
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czy991221
LV.6
13
2005-02-27 11:58
我来说我的看法吧.
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czy991221
LV.6
14
2005-02-27 12:34
你老师说的不对,pn节不是等势体,但它对外界的表现却是一样的,但又不完全一样.一样的地方是,你用理想模型的电压表去测它内部任两点,表的示值都为零.为零的原因和表,表笔无关.它是pn节的电场形成电子的漂移量和电子密度差形成的电子漂移量的统计平均值为零.pn结上不同截面上的两点的电势不相等,换句话说,你要把二极管一端接地,再让一颗电子逸出,它会有正,或负动能的,(不考虑电子在物体表面时,受微观原子核对其影响)
    由于密度差形成的等效电位梯度密度,虽然能和真电场平衡,但它不是电场,电场形成的电势是整个宇宙空间的,而密度差形成的等效电位梯度密度是在pn节体里的.所以在pn节外,两者就平衡不了了.
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LV.1
15
2005-02-27 19:07
好好想想再说话
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hereliu
LV.8
16
2005-02-27 19:41
@吴晋
henry2005同学,你老师说得对,pn结是等势体,学习要特别注意,机械观不能太强的,这会影响你的思维.知道了吗?由二极管构成的回路同样符合环路定律,电路中还有"有源"“无源”的问题,这些理论要熟练运用方能理解你的问题,不过说真的,书上的理论看似很完整了,但人类目前还没有真正了解电荷的运动规律,这需要你们的努力!
PN结两端明明有电势差,怎么叫等势体呢?
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henry2005
LV.1
17
2005-02-27 21:01
@liusichao
我上网查了查,找了一篇文章.http://www.paper.edu.cn/scholar/download.jsp?file=ruguoping-7
真巧 在看你的帖子前 刚好也找到了这篇文章 粗读一遍
我同意 这文章的观点
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henry2005
LV.1
18
2005-02-27 21:08
@inherit
书上怎么说我不知道.正偏0.2,使空间电荷区上的压降降为Vbj-V,但扩散电流和飘移电流在新的条件下形成新的平衡,所以总电流还是0,没有电流何谓回路?再说,又有哪儿不符合定律.在PN结上加电压,再没有克服势垒之前都是没电流的(绝对理想情况下),所以PN结两端电压只有外加的电压.事实上,PN结的势垒电压虽然降低,但PN结处的场依然是平衡的,内电场依然和外电场、外加电场是平衡的.说白了,由于外加了电压(没有克服势垒),内电场变为Vbj-V,导致外电场也变为VBJ-V,所以整个PN结电压还只有外加电压.
“说白了,由于外加了电压(没有克服势垒),内电场变为Vbj-V,电场也变为VBJ-V,所以整个PN结电压还只有外加电导致外压.”
"电场也变为VBJ-V"不对,电压一直就是V
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henry2005
LV.1
19
2005-02-27 21:22
谢谢大家的回复
  我这些天的空闲时间一直在考虑这个问题,想了好几种解释,又推翻又建立的, 不过也澄清了我脑子里的许多概念
    我觉得 http://www.paper.edu.cn/scholar/download.jsp?file=ruguoping-7是对的  大家不妨看看
希望持相反意见的朋友可以再说说自己的看法
再次感谢各位老师 同行 前辈- - -
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henry2005
LV.1
20
2005-02-27 21:30
@吴晋
henry2005同学,你老师说得对,pn结是等势体,学习要特别注意,机械观不能太强的,这会影响你的思维.知道了吗?由二极管构成的回路同样符合环路定律,电路中还有"有源"“无源”的问题,这些理论要熟练运用方能理解你的问题,不过说真的,书上的理论看似很完整了,但人类目前还没有真正了解电荷的运动规律,这需要你们的努力!
呵呵 感觉 怪怪的
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czy991221
LV.6
21
2005-03-01 13:48
@czy991221
你老师说的不对,pn节不是等势体,但它对外界的表现却是一样的,但又不完全一样.一样的地方是,你用理想模型的电压表去测它内部任两点,表的示值都为零.为零的原因和表,表笔无关.它是pn节的电场形成电子的漂移量和电子密度差形成的电子漂移量的统计平均值为零.pn结上不同截面上的两点的电势不相等,换句话说,你要把二极管一端接地,再让一颗电子逸出,它会有正,或负动能的,(不考虑电子在物体表面时,受微观原子核对其影响)    由于密度差形成的等效电位梯度密度,虽然能和真电场平衡,但它不是电场,电场形成的电势是整个宇宙空间的,而密度差形成的等效电位梯度密度是在pn节体里的.所以在pn节外,两者就平衡不了了.
很明显一点是,pn节里有电力线等势体里是不应该有电力线的所以它不是等势体.
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carl_cathy
LV.4
22
2005-03-01 15:09
@henry2005
谢谢大家的回复  我这些天的空闲时间一直在考虑这个问题,想了好几种解释,又推翻又建立的,不过也澄清了我脑子里的许多概念    我觉得http://www.paper.edu.cn/scholar/download.jsp?file=ruguoping-7是对的  大家不妨看看希望持相反意见的朋友可以再说说自己的看法再次感谢各位老师同行前辈---
这样才是有效的学习!恭喜你!
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2005-03-01 16:35
PN界是内建电场500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/27/1109665969.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">

对外电场是抵消的,所以外部测不料电场强度


我是乌龟,但是不要骂我王八500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/27/1109666077.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/27/1109666101.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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henry2005
LV.1
24
2005-03-01 22:41
@czy991221
很明显一点是,pn节里有电力线等势体里是不应该有电力线的所以它不是等势体.
czy991221 你这个解释 简洁有力  
我喜欢!!!
留个邮箱给我 好吗?
以后常联系
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czy991221
LV.6
25
2005-03-02 12:55
@henry2005
czy991221你这个解释简洁有力  我喜欢!!!留个邮箱给我好吗?以后常联系
你好,我的邮箱是czy991221@yahoo.com.cn
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czy991221
LV.6
26
2005-03-02 12:59
@henry2005
czy991221你这个解释简洁有力  我喜欢!!!留个邮箱给我好吗?以后常联系
其实我上面的说的好啊,它能揭示本质(只限于经典物理)
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