電學(xué)半導(dǎo)體制冷片工作原理(精)(編輯修改稿)
2025-08-30 06:03 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 或許你會(huì)以為 N 型半導(dǎo)體中的電子會(huì)不斷的透過(guò)接合面與電洞結(jié)合,直到所有的電子或電洞消失為 止。事實(shí)上,靠近接合面的 N 型半導(dǎo)體失去了電子后就變成正離子, P 型半導(dǎo)體失去了一些電洞后就 變成負(fù)離子,如上圖 (7 (b所示。此時(shí)正離子會(huì)排斥電洞, 負(fù)離子會(huì)排斥電子, 因而阻止了電子、 電洞的繼續(xù)結(jié)合, 而產(chǎn)生平衡之狀態(tài)。 (4 在 PN 接合面 (PNjunction附近沒(méi)有載體 (電子或電洞 ,只有離子之區(qū)域稱為空乏區(qū) (depletioNregion 。(5 空乏區(qū)的離子所產(chǎn)生的阻止電子、 電洞通過(guò)接合面的力量, 稱為障礙電位 (potential barrier 。 障礙電位視半導(dǎo)體的摻雜程度而定,一般而言, Ge 的 PN 接合面約為 ~,而 Si 的 PN 接合 面約為 ~。 六、正向偏壓(1 若把電池的正端接 P 型半導(dǎo)體,而把負(fù)端接 N 型半導(dǎo)體,如下圖 (8所示,則此時(shí) PN 接合面的 偏壓型式稱為”正向偏壓” 。 圖 (8加上正向偏壓 E (2 若外加電源 E 足夠大而克服了障 礙電位, 則由于電池的正端具有吸引電 子而排斥電洞的特性, 電池的負(fù)端有吸 引電洞而排斥電子之特性, 因此 N 型半 導(dǎo)體中的電子會(huì)越過(guò) PN 接合面而進(jìn) 入 P 型半導(dǎo)體與電洞結(jié)合,同時(shí),電 洞也會(huì)通過(guò)接合面而進(jìn)入 N 型半導(dǎo)體 內(nèi)與電子結(jié)合,造成很大的電流通過(guò) PN 接合面。(3因?yàn)殡姵氐呢?fù)端不斷的補(bǔ)充電子給 N 型半導(dǎo)體,電池的正端則不斷的補(bǔ)充電洞給 P 型半導(dǎo)體, (實(shí)際上是電池的正端不斷的吸出 P 型 半導(dǎo)體中之電子,使 P 型半導(dǎo)體中不斷產(chǎn)生電洞 ,所以通過(guò) PN 接合面的電流將持續(xù)不斷。 (4 PN接合在加上正向偏壓時(shí),所通過(guò)之電流稱為正向電流 (IF 。 七、反向偏壓(1 現(xiàn)在如果我們把電池的正端接 N 而負(fù)端接 P ,則電子、電洞將受到 E 之吸引而遠(yuǎn)離接合面,空 乏區(qū)增大,而不會(huì)有電子或電洞越過(guò)接合面產(chǎn)生接合,如下圖 (9所示,此種外加電壓之方式稱為反 向偏壓。 圖 (9加上反向偏壓 E(2 當(dāng) PN 接合面被加上反向偏壓時(shí), 理 想的情形應(yīng)該沒(méi)有反向電流 (IR=0才對(duì), 然而, 由于溫度的引響, 熱能在半導(dǎo)體中 產(chǎn)生了少數(shù)的電子─電洞對(duì), 而于半導(dǎo)體 中有少數(shù)載體存在。 在 PN 接合面被接上 反向偏壓時(shí), N 型半導(dǎo)體中的少數(shù)電洞和 P 型半導(dǎo)體中的少數(shù)電子恰可以通過(guò) PN
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