: 有些东西教得跟高工学的不太一样 有点搞混 : 上来发问厘清一下观念 : 先说我的观念 : 扩散电流(diffusion):因为电子电洞(价电层)的浓度不均所产生的电流 : (个别来看 P.N都是电中性 是由於从共价键去看) : 飘移电流(drift):因为电场而形成之电流 以上观念没错。但我将在下面重新做更详细的描述。 : Q1:当顺向偏压时，流出二极体的是扩散电流还是飘移电流？ : 高中是说　因为是受外加"电场"的影响，符合飘移电流定义，是飘移电流 : 大学是说　流的是扩散电流　而且 Id = Is*e^(Vd/Vt) 这是扩散电流公式 : 　　　　　　　　　　　　　而且课本是用浓度去推倒..... : Q2:当无外加偏压时，飘移电流是在空乏区流?(只有空乏区有电场) : 另有没有扩散电流 飘移电流的影片?? : 这样说理论感觉还蛮抽象的 : 因为系上开电子学的课只有2学期，必须教得比较快 : 买的书是Rasavi书　老师也有说这本书的图有些有错　但这本偏通讯 : 且simth 难而多　　所以挑这本..... 你所遇到的问题，基本上不能回头翻找电子学，你要找的是『半导体材料』或是 『固态物理』等等偏向元件或是材料特性的书籍。 以下回答你的问题。 首先，我们先考虑热平衡(thermal)下的PN接面(pn-junction)。 底下是在热平衡时，PN接面所形成的空间电荷区的情况，你可以在任何相关的书中找到。 强烈建议，你一定要会画这类的图。 → 电场(ε) ←——— ┌─────╤─╤─╤─────┐ │ │－│⊕│ │ │ │－│⊕│ │ │ │－│⊕│ │ └─────╩─╩─╩─────┘ P-type 空间电荷 N-typ 电子 飘移 Ecp__________ ‧ ______ Ecp:P-type 价带 ＼ ↘ 电子 ↑ Ecn:N-type 价带 ＼ 扩散 ∣qVo Evp:P-type 导带 ＼ ↖‧ ↓ ＼______________Ecn Evn:N-type 导带 Eip---------- EFp:P-type费米能阶 ↑qψp ╲ EFn:N-type费米能阶 EFp▁▁▁▁▁▁＼▁▁▁▁▁▁▁▁▁EFn Ei:本质费米能阶 ＼ ↑qψn ＼ ↓ ------------Ein Evp───── ////////// ＼ //////////// ＼ ////////////// ＼ /// ─────Evn ////////// ∣←QNP→∣←SCR→∣← QNN→∣ SCR:空间电荷区 (space charge region) P-N接触时，由於两边的电洞与电子浓度不同，大量电子流向P测，大量电洞流向N侧。 当这些载子各自流向接面的对侧後，会原来的区域留下未补偿的空间电荷， 即形成所谓的空间电荷区(space charge region)，这里头会建立一个内建电场 (built-in field)，此电场会产生飘移电流(Jdrift)；而在热平衡时(即两边的费米能阶 相同,EFn = EFp)，飘移电流会与因扩散形成的电流(Jdiff)所平衡。 Jp,diff + Jp,drift = 0 Jn,diff + Jn,drift = 0 此时，空间电荷建立一个位能障(potential barrier): qVo， 此位能障是由於P-N两侧不同的材料接触所形成，故又称为接触电位(contact potential) 理想情况下，空间电荷区内完全没有可移动的载子，因此又叫做空乏区(depletion region)，该区之外，电荷为电中性，称为准中性区(Qusai-Neutral region) 即上图之QNP与QNN。 接着，我们再来考虑非热平衡(non-thermal)下的PN接面(pn-junction)，即是有外加 的偏压下，SCR的宽度会随之变化，同时位能障高度也会改变。 (假设外加的电压会完全落在SCR两侧。) 扩散电流 定义:P侧的电洞与N侧的电子分别克服位能障而向对侧流动所形成。 I. 当外加顺向偏压:EFn-EFp = qVF, VF:forward bias 位能障高度降低为q(Vo-VF)，载体所形成的扩散电流因而增大，使得PN接面的 顺向电流(由P向N流)变大 II. 当外加逆向偏压:EFp-EFn = qVR, VR:reverse bias 位能障高度增加为q(Vo+VR)，P侧的电洞与N侧的电子没有足够的能量克服该位能障 载体所形成的扩散电流可以忽略不计!!!! 飘移电流 定义: a.由P侧的电子与N侧的电洞扩散至空间电荷区(空乏区)边缘，被扫下位能障後， 又被对侧的欧姆接触所收集而成。 b.另一种可能是在空乏区因热扰动而产生电子电洞对，受到电场的飘移作用而分离 ，使得P侧空乏区内的电子与N侧空乏区内的电洞分别向对侧飘移而形成。 飘移电流是少数载子所形成的电流，它的大小与位能障高度几乎没有关系！ (请自行画出顺偏与逆偏的能带图，你会发现不管顺偏或逆偏，少数载子都是被扫下 位能障)。影响飘移电流大小的是每秒有多少载子扫下而被收集。 ≒ Jdiff, 顺偏 Jtotal = Jdiff + Jdrift｛ ≒ Jdrift, 逆偏 上述近似关系的成立是因为顺向偏压时扩散电流大增远超过飘移电流;而在逆向偏压时， 扩散电流却小得可以忽略。不论何种偏压形式，飘移电流几乎没什麽改变。 揪竟～扩散电流如何随着偏压变化? 揪竟～扩散电流与飘移电流的大小有何关系？ 咳...底下就是数学公式的推导...不过，这应该是你的功课才对，所以我简单列出结果 顺向饱合电流 I = qA(Dp*Pno/Lp + Dn*Npo/Ln)(e^(qV/KT) - 1) ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 定义为Io = Io(e^(qV/KT) - 1) 逆偏:V = -Vr < 0 I = Io(e^(-qVr/KT) - 1) 若qVr >> KT, I ≒ - Io = -q*A*ni^2(Dp/Nd*Lp + Dn/Na*Ln) 即为飘移电流，方向与扩散电流相反，故又称为逆向饱和电流(Reverse saturation current)。顺便一提，从公式中可看出，飘移电流与温度有强烈的依存关系！ 最後，回答你的问题。 : Q1:当顺向偏压时，流出二极体的是扩散电流还是飘移电流？ : 高中是说　因为是受外加"电场"的影响，符合飘移电流定义，是飘移电流 : 大学是说　流的是扩散电流　而且 Id = Is*e^(Vd/Vt) 这是扩散电流公式 : 　　　　　　　　　　　　　而且课本是用浓度去推倒..... A1:如果偏压够大，那就是扩散电流。 : Q2:当无外加偏压时，飘移电流是在空乏区流?(只有空乏区有电场) A2:你说"无外加偏压"是指热平衡下吗？如果是，由上述公式 I = Io(e^(-qV/KT) - 1)，V = 0 I = Io(e^0 -1) = Io-Io = Idiff + Idrift = 0 净电流为零！　　 以上有解答你的疑惑吗？ 如果没有，请提问或是自行翻书。 ps.题外话，这类的问题在40年前，发明电晶体三人之一的萧克利也遇到过，他提出 『少数载子注入』(minority carrier injection)概念。 --

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