【zt】对空间电荷区较清晰的解释

【关键词：耗尽层，空间电荷区，多子扩散，少子漂移，PN结】

空间电荷区

也称耗尽层.在PN结中,由于自由电子的扩散运动和内电场导致的漂移运动,使PN结

中间的部位(P区和N区交界面)产生一个很薄的电荷区,它就是空间电荷区.

（1）当P型半导体和N型半导体结合在一起时，由于交界面处存在载流子浓度的差

异 ，这样电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。但是，电子和空穴都是

带电的，它们扩散的结果就使P区和N区中原来的电中性条件破坏了。P区一侧因失去空

穴而留下不能移动的负离子，N区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。这些不能

移动的带电粒子通常称为空间电荷，它们集中在P区和N区交界面附近，形成了一个很薄

的空间电荷区，这就是我们所说的PN结 。

（2）在这个区域内，多数载流子已扩散到对方并复合掉了，或者说消耗殆尽了，

因此，空间电荷区又称为耗尽层。

（3）P区一侧呈现负电荷，N区一侧呈现正电荷，因此空间电荷区出现了方向由N

区指向P区的电场，由于这个电场是载流子扩散运动形成的，而不是外加电压形成的，故

称为内电场 。

（4）内电场是由多子的扩散运动引起的，伴随着它的建立将带来两种影响：一是

内电场将阻碍多子的扩散 ，二是P区和N区的少子一旦靠近PN结，便在内电场的作用下

漂移到对方，使空间电荷区变窄 。

（5）因此，扩散运动使空间电荷区加宽，内电场增强，有利于少子的漂移而不利

于多子的扩散；而漂移运动使空间电荷区变窄，内电场减弱，有利于多子的扩散而不利

于少子的漂移。

当扩散运动和漂移运动达到动态平衡时，交界面形成稳定的空间电荷区，即PN结处

于动态平衡