PN在电气中主要指PN结,即P型半导体和N型半导体接触后形成的区域。
PN结是半导体技术中最基本的结构,它的形成过程是这样的:在P型半导体和N型半导体的交界处,由于扩散作用,P型半导体中的多子(空穴)会扩散到N型半导体中,而N型半导体中的多子(电子)会扩散到P型半导体中。这样在交界处就形成了一个电子和空穴都较少的区域,即空间电荷区,也称为耗尽层。由于耗尽层两侧的电荷异性相吸,会形成一个从P型半导体指向N型半导体的电场,阻止多子继续扩散,这个电场被称为内建电场。当外部电压作用于PN结时,如果电压方向与内建电场方向相反,就会使得多子的扩散增强,形成导通;如果电压方向与内建电场方向相同,就会使得多子的扩散减弱,形成截止。这就是PN结最基本的单向导电性。
1.PN结的应用:PN结在电子技术中有着广泛的应用,如二极管、三极管、场效应管等各类半导体器件都是基于PN结的工作原理制成的。
2.PN结的击穿:当外部电压过大时,会导致PN结的电场强度过大,使得电子和空穴以碰撞电离的方式产生新的电子-空穴对,这种现象称为雪崩击穿。另外,当PN结受到光照或者温度升高时,也会产生类似的效应,称为光电击穿或热电击穿。
3.PN结的温度特性:PN结的导通电压会随着温度的升高而降低,这是由于温度升高会增加半导体中的多子数量,使得内建电场减弱。
总的来说,PN结是半导体器件的基础,它的性质和工作原理对于理解和应用半导体器件至关重要。