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理想半导体无少子 pn结电子迁移时谁与多子扩散相平衡



原帖
半导体少数载流子(少子)本来就很少。假设没有少子的半导体称为理想半导体。按照传统模拟电子学理论,pn结形成后,n区多子——电子要向p区扩散,而p区少子——电子反向漂移到n区。待到n区到p区的多子——电子扩散运动与p区到n区的少子——电子漂移运动平衡时,pn结内电场正式形成。
按照传统理论,少子越少,扩散与漂移达到平衡就越晚,而内电场就越宽。如此推断,理想的无少子的半导体做成的pn结,由于没有任何少子电子与多子电子的扩散相平衡,电子自n区向p区的扩散岂不是要一直进行下去,结果pn结内电场岂不是将达到无穷宽?内建电势将达到无穷大,而半导体器件将根本不能工作,反而由此可以制造一种新式武器,其威力足以战胜核武器。
实际情况是,少子越少,半导体器件工作越好。
清华模电书第四版第14页、华科模电书第五版第62页,都是这样写的。
以下两个结论只能必居其一:
1. 由此可制造出比核武器更厉害的电子能武器;
2. 传统少子漂移与多子扩散相平衡的理论是错误的。

补充
这个问题,先是Lgz2006积极响应

然后就有人大量灌水,无奈只好根据21ic政策收拢,以避免混战,维护论坛秩序。
此问题结论是,内电场当然不可能达到无穷宽,因此传统少子漂移与多子扩散相平衡的理论是不适的。这个结论,应该说与Lgz2006发帖还是比较一致的。
实际上,重物下落必然受到重力作用,否则会像神十的宇航员一样漂浮起来,电子从N区到P区扩散必然受到扩散势Ee的作用。扩散势Ee与半导体材料及掺杂浓度有关。对于硅半导体pn结,正常掺杂浓度下扩散势Ee≈0.7V,锗pn结Ee≈0.3V。扩散势Ee是一个恒定值,即电子从N区到P区扩散的动力是恒定的。但是随着扩散的进行,内电场不断变宽,内电场内建电势Ub却是阻力。随着扩散进行,动力不变,阻力却越来越大,于是扩散到Ub=Ee时即终止,内电场宣告形成。
扩散势Ee的极性是p正n负。
pn结外加正向电压U,U正极接p,负极接n,U正极与Ub负极相接,就好像两节电池首尾相接,互相加强,U与Ub一样表现为阻力,阻力较大,故电子的扩散提前终止,pn结在外加正向电压U作用下内电场自然变窄。
pn结外加正向电压U>Ee时,内电场消失,pn结正向导通,扩散势表现为正向压降。硅二极管正向压降0.7V,锗二极管正向压降0.3V,其实都是扩散势的表现。
pn结外加反向电压U,U正极接n,负极接p,U正极与Ee负极相接,就好像两节电池首尾相接,互相加强,U表现为动力,故扩散延后终止,pn结在外加反向电压U作用下内电场自然变宽。

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提问者:q153605268 地点:- 浏览次数:3316 提问时间:10-31 20:15
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16条回答
ewtywtwy 11-07 08:46
所谓扩散的平衡,不是多子与少子之间的平衡
宝宝OK 11-07 12:50
老六子哥,对头。那您说是究竟是什么东东与多子——电子扩散相平衡。
ji5687 10-31 21:13
平衡,是指“扩散运动”与“扩散电场”的相互平衡
怎么又要改行做微电子了
chm12 11-03 01:41


老抽,快过来讲课:第23录 若没了少子,谁来平衡多子?
(你若能讲好了,咱给你加分)
hanlinceshi 11-05 04:24
W*,你也来帮老师倒忙了
这是曾民的主题帖,大家赶来捧场,你也想要说说“多少子”啊
谅你也没有那个学识
60user114 11-09 11:40
半导体少数载流子(少子)本来就很少。假设没有少子的半导体称为理想半导体。按照传统模拟电子学理论,pn结形成后,n区多子——电子要向p区扩散,而p区少子——空穴反向漂移到n区。待到电子扩散运动与空穴漂移运动平衡时,pn结内电场正式形成。....

这个你真不懂,建议别在此“显摆”了....
sourceSee 11-03 15:18
天哪,10个帖子删5个,还没来得及看见呢
nvwurwer 11-03 00:24
我试试是不是只要自己看的见
BEONEWENHUI 11-05 13:38
什么情况,其实讨论嘛,真理越辩越明。人无完人,谁都可能有点错误,指出了大家明白自己明白。
sfsfs 11-03 14:41
任何作者都欢迎大家提意见。可是你看看这些人说的都是啥话,干的都是啥事。最开始攻击R+LED电路。后来证明R+LED电路能工作,又去攻击电阻功率。那电阻功率选择本来不统一,况且又不是作者发明或者限定的。该完事了,后来又去攻击LED功耗计算。折腾了几个月,蚂蚁、Forrest1、元教授计算结果集中在4~4.4mW,这本来该罢休了。但是qzlbwang还不罢休,尤其攻击功耗计算方法。对本来一个近似方法,又能得到很高计算精度,硬是吹毛求疵。结果qzlbwang他自己又计算出来一个2mW奇葩结果,又创造了功率叠加法,光耀全世界。
本来自己不会计算,却又发贴指责别人不会计算功率。铃木先生,元先生,老抽先生,小七子,都把晶体管特性曲线族的图解法率甩开了,但是maychang执意钟情于旧图解法,结果又抖搂出maychang死抱着集电极曲线族不放但是又得不到任何有益的结果的新闻。
楼主发本贴本来就是欢迎大家讨论,结果你看看,4楼开始哪一个说正经话了。所以只好封贴,把那些胡言乱语统统锁起来。
希望大家就帖子主题发言。
60user133 11-03 05:25
    讨论这个有什么意义?现实世界的半导体就是多子与少子共存,你假设一个东西不存在,然后说现在的理论错了,什么道理。
   跟你举个例子,热力学里面的PV/T=常量,那在T是绝对零度的时候,这个公式不是和数学的基本定理矛盾了吗?那按你的说法,这个公式也错了,也得修改。
   同样的道理,你假设少子完全不存在,这个假设有意义吗?
shuqingli 11-03 10:54
1、目的是纠正错误的害人的说法,减轻学生学习难度,改善教学效果。2、不要往热力学歪楼。3、少子本来很少 ...

心私刚刚发的帖怎么又不见了?
个人用户 11-09 20:20
1、热力学与电子学风马牛不相及,还是尽量不要往热力学扯。
2、实际上T=0K时少子就根本不存在了。所以少子完全不存在并非完全是假设。实际上环境温度越低,少子就越发少,所以这个假设非常有实际意义的。
3、既然您认为现在有关理论非常完美,那你一定能用她来解决问题解释现象喽。弱弱地问您一个问题,二极管正向导通时内电场是否还存在?若还存在,那么残余内电场电势还有多大。请你用传统理论答复。
ywytwerw 11-10 08:13
“热力学与电子学风马牛不相及”
真能说,真敢说。知道热力学都是哪些内容吗?

“实际上T=0K时少子就根本不存在了”
第一,说温度,这就已经是热力学内容。第二,见过“实际上”的T=0K吗?

“纠正错误的害人的说法,减轻学生学习难度,改善教学效果”
“热力学与电子学风马牛不相及”,这不是故意误导学生吗?这不是“错误的害人的说法”?
hu_wflllll12 11-09 23:53
心私:您见过“实际上”的T=0K吗。没吃过猪肉也没见过猪走吗?  

我当然没见过T=0K,只见过液氮液氧液氢,连液氦都没见过。
“实际上T=0K时少子就根本不存在了。所以少子完全不存在并非完全是假设”那是你说的。

知道热力学都是哪些内容吗?

hhdzkj09 11-02 01:52
心私:没吃过猪肉也没见过猪走吗?

你见过电场?你见过载流子?多子还是少子?
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