Magazine Semiconductor: Een onzuiverheidshalfgeleider kan worden verkregen door een kleine hoeveelheid verontreinigingselementen op te nemen in de intrinsieke halfgeleider door middel van een diffusieproces.
De N-type halfgeleider en de P-type halfgeleider kunnen worden gevormd in overeenstemming met het verontreinigde element gedoteerd, en de geleidbaarheid van de onzuiverheid halfgeleider kan worden geregeld door de concentratie van het onzuiverheidselement te regelen.
N-type halfgeleider: Een N-type halfgeleider wordt gevormd door een valentie-element (zoals fosfor) op te nemen in een puur siliciumkristal om de positie van het siliciumatoom in het kristalrooster te vervangen.
Omdat de buitenste laag van het onzuiverheidsatoom vijf valentie-elektronen heeft, wordt naast het vormen van een covalente binding met het omgevende siliciumatoom nog een elektron toegevoegd. De extra elektronen worden niet gebonden door covalente bindingen en worden vrije elektronen. In de N-type halfgeleider is de concentratie van vrije elektronen groter dan de concentratie van gaten, dus de vrije elektronen worden hoofddragers genoemd en de gaten zijn minderheidsdragers. Omdat een onzuiverheidsatoom elektronen kan leveren, wordt het een donoratoom genoemd. P-type halfgeleider: Een halfgeleider van het P-type wordt gevormd door een driewaardig element (zoals boor) te doteren in een puur siliciumkristal om de positie van het siliciumatoom in het kristalrooster te vervangen.
Omdat de buitenste laag van het onzuiverheidsatoom drie valentie-elektronen heeft, wordt een "vacature" gegenereerd wanneer ze een covalente binding met het omringende siliciumatoom vormen. Wanneer het buitenste elektron van het siliciumatoom de vacature vult, wordt daarin een covalente binding A-gat gemaakt. Daarom zijn in de P-type halfgeleider de gaten meerdelig en zijn de vrije elektronen minderheden. Omdat de vacatures in de onzuiverheid-atomen elektronen opnemen, worden ze acceptor-atomen genoemd.
PN-knooppunt
PN-overgang: P-type halfgeleiders en N-type halfgeleiders worden vervaardigd op dezelfde siliciumwafer met behulp van verschillende doteringsprocessen, en een PN-overgang wordt gevormd op hun interface.
Diffusiebeweging: de substantie beweegt altijd van een plaats waar de concentratie hoog is naar een lage concentratie, en de beweging als gevolg van het concentratieverschil wordt een diffusiebeweging. Wanneer een p-type halfgeleider en een N-type halfgeleider samen worden vervaardigd, is het concentratieverschil tussen de twee draaggolven op hun grensvlak groot en derhalve zijn de gaten in het P-gebied noodzakelijkerwijs diffuus naar het N-gebied toe, en op hetzelfde tijd, het N-gebied De vrije elektronen diffunderen ook onvermijdelijk in het P-gebied. Omdat de vrije elektronen verspreid in het P-gebied samenvallen met de gaten en de gaten gediffundeerd in het N-gebied conformeren aan de vrije elektronen, neemt de concentratie van de meervoudige ionen af nabij het grensvlak, en verschijnen negatieve ionen in het P-gebied. In de regio verschijnt het positieve iongebied in het N-gebied, en ze zijn onbeweegbaar en worden ruimtelasten om een ingebouwd elektrisch veld ε te vormen.
Naarmate de diffusiebeweging vordert, wordt het ruimteladingsgebied verbreed en wordt het ingebouwde elektrische veld verbeterd. De richting is van het N-gebied naar het P-gebied, dat toevallig de diffusiebeweging organiseert.
Drijvende beweging: onder de werking van elektrische veldkracht wordt de beweging van dragers drijvende beweging genoemd.
Wanneer het ruimteladingsgebied wordt gevormd, onder invloed van het ingebouwde elektrische veld, heeft de minderheid een drijvende beweging, bewegen de gaten van het N-gebied naar het P-gebied en de vrije elektronen bewegen van het P-gebied naar het N-gebied regio. Onder nergens een elektrisch veld en andere excitatie is het aantal multi- sub-delen dat deelneemt aan de diffusiebeweging gelijk aan het aantal minderheidskinderen dat deelneemt aan de driftbeweging, waardoor een dynamische balans wordt bereikt en een PN-overgang wordt gevormd. Op dit moment heeft het ruimteladingsgebied een bepaalde breedte en is het potentiaalverschil E = Uho, de stroom is nul.