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能带图和修正欧姆定律能带图和修正欧姆定律

分析P－N结的单向导电性：

正偏压V使得PN结N型中性区的费米能级相对于P型中性区的升高qV。在P型中性区＝在空间电荷区由于n、p<<ni，可以认为费米能级不变即等于。在N型中性区＝。同样，在空间电荷区由于n、p<<ni，可认为费米能级不变即等于于是从空间电荷区两侧开始分别有一个费米能级从逐渐升高到的区域，这就是P侧的电子扩散区和N侧的空穴扩散区（以上分析就是画能带图的根据）。在电子扩散区和空穴扩散区，由于不等于常数即根据修正欧姆定律必有电流产生，由于，电流沿x轴正方向，即为正向电流。又由于在空间电荷区边界注入的非平衡少子浓度很大，因此在空间电荷区边界电流密度也很大〔J＝)离开空间电荷区边界随着距离的增加注入的非平衡少子浓度越来越小（e指数减少），电流密度也越来越小。反偏压-VR使得PN结N型中性区的费米能级相对于P型中性区的降低qVR。在扩散区费米能级的梯度小于零，因此会有反向电流产生。由于空间电荷区电场的抽取作用，在扩散区载流子很低，很小，因此随有很大的费米能级梯度电流却很小且趋于饱和。根据载流子扩散与漂移的观点分析结的单向导电性：正偏压V使空间电荷区内建电势差由下降到－V打破了PN结的热平衡，使载流子的扩散运动占优势即造成少子的正向注入且电流很大。反偏压使空间电荷区内建电势差由上升到＋VR同样打破了PN结的热平衡，使载流子的漂移运动占优势这种漂移是N区少子空穴向P区和P区少子电子向N区的漂移，因此电流是反向的。由于少子数量很小因此电流很小且呈饱和状态。PN结空间电荷区内建电势差解：方法1：设型的中性区的电势为由得

类似地，得到P型中性区的电势为因而，在N型一边与P型一边中性区之间的电位差为方法2：净电子电流为

处于热平衡时，In＝0。又因为，所以

又因为（爱因斯坦关系），所以从作积分，则导出加偏压V的PN结空间电荷区边缘非平衡少子浓度值。解：方法1、由自建电势的表示式

有：

（1）与此类似，可以得到（2）由于加上偏压V,结电势变成因此，（1）式被修改为式中和分别为在N侧和P侧空间电荷层边缘的电子浓度。对于低水平注入，N侧的注入电子浓度与相比是很小的，因此我们可以假设，把这一条件和（1）式代入（3）式，得到（4）式和（5）式分别为书中（2-29）和（2-30）式它们确定了空间电荷层边缘的少数载流子浓度。（3）（4）类似地，可有（5）方法2、：在处

(此为一般结果)

小注入：，此即书中（2-30）

大注入：

且

所以或

推导公式（2-37）：解：

(2),(3)分别代入

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