電子學與分立元件
PN 接面(PN junction)
PN 接面是一塊摻入多餘電洞的半導體(p 型)與一塊摻入多餘電子的半導體(n 型)相接觸的界面,也是整個電子學中最關鍵的地方——因為幾乎每一個二極體、電晶體與太陽能電池都由一個或多個 PN 接面構成。想像兩群人在一道門前擠在一起:n 側的電子越過界面去填補 p 側的電洞,於是界面附近留下一條被清空、幾乎沒有自由電荷的無人地帶。
這條被清空的區域稱為「空乏區」,其中固定不動的帶電原子建立起一個內建電場——在矽中相當於一顆約 0.6~0.7 V 的內建電池——阻擋電荷繼續越界。若沿「容易」的方向施加電流(順向偏壓),便抵消這個電場,電荷大量湧過;反方向施加(逆向偏壓)則加寬障壁,幾乎沒有電流。這種單向閥的行為正是整流的根源。
I = I_S · (exp(V / (n·V_T)) − 1), V_T ≈ 26 mV at 300 K
0.7 V 的「導通」電壓並非一道固定的牆,而是順向電流急遽上升的轉折點——電流其實隨電壓呈指數成長(蕭克利二極體方程式),所以一顆「導通電壓 0.7 V」的二極體在小電流時可能只有 0.6 V,被大力推動時則可達 0.8 V。
又称
另见