pn节正向导通,其内外电场方向为什么不一致
当施加正向电压时，PN结导通。
如果电源正极接P区，负极接N区，则外加正向电压的一部分将落入该区域。
PN结和PN结区正向偏置。
电流从P型侧流向N型侧，空穴和电子向界面移动，使空间电荷区域变窄，使电流能够沿着与PN结中电场相反的方向顺利通过。
扩展信息
关于PN结
1. 采用不同的掺杂工艺，通过Do扩散，在同一半导体（通常是硅或锗）上制造P型半导体和N型半导体，并在它们的界面上形成称为PN结（英文：PNjunction）的空间电荷区。
2. 特点：从PN结的形成原理可以看出，为了使PN结导通电流并形成电流，必须消除其空间电荷区内的电场的电阻。
显然，在相反方向添加一个较大的电场，即P区接外部电源的正极，N区接负极，可以补偿自生电场其内部允许电荷载流子继续移动，从而形成线性电流。
外部反向电压相当于内置电场的较大电阻。
PN结不能导电，只有很弱的反向电流（由少数载流子的漂移运动形成，因为少数载流子的数量有限，电流饱和）。
3. 发展历程：1935年后，贝尔实验室的一群科学家转向研究硅材料。
1940年，采用真空熔炼法制造出多晶硅棒，并掌握了III族和V族的结合。
科技集团利用掺杂元素物质生产P型和N型多晶硅。
他还利用生长过程中的掺杂创建了第一个Si PN结，并发现了Si中杂质元素的分离现象，以及施主和受主杂质的补偿作用。
参考资料：百度-PN百科结点
PN结加正电压时,空间电荷区为什么变窄？
当PN结施加正向电压时，保护区的面积会变得更窄，因为：当PN结施加正向电压时，外部电场会将更多的载流子推向保护区的区域。
收费区； 这就破坏了原有电场的平衡，增加了运动的扩散，并因电源的作用而削弱了运动的总和。
扩散运动将不断继续，从而形成正向电流，PN结起作用。
简单来说，这是因为：外部电场与内部电场方向相反，削弱了内部电场，破坏了原有的平衡。
内部电场是如何形成的：P区的空穴扩散到N区，N区的自由电子扩散到P区，由于空穴的损失而产生负区; 正负区域构成内部电场。
当PN结施加正向电压时，电荷区域会变窄。
因为PN连接没有外力。
在内电场相等的情况下，运动的扩散和总运动是平衡的，但当加上外力时，平衡被打破的程度超过了运动的速度，自由电子和空穴的数量涌入，打破平衡。
负电位电极会激发大量自由电子。
在外部电场的作用下，一部分自由电子会进入N区，一小部分会重新结合。
当空间电荷区中的正离子将变成电中性时。
那相当于削弱了内部电场。
同样，电极电源也会激发大量的空穴。
随着该区域的负空间电荷变得电中性。
这也适用于内部电场的减弱。
同时，随着正向施加电压，更多的空穴将从P区扩散到N区，更多的自由电子将从N区扩散到P区，这是自然发生的。
它们产生更多的负离子和正离子，扩大了内部电场，但空穴和电子参与扩散时不会留在P区和N区，而是在一个周期后返回能量供应。
。
pn结导通电流是从n极流向p极
当pn结施加正向电压时，pn结将导通，电流将流过pn结。构成该电流的两种载流子是 p 区中的空穴和 n 区中的自由电子。
空穴带正电荷，而自由电子带负电荷。
根据电流方向的定义，将正电荷运动的方向定义为电流的方向。
因此，当空穴从p区移动到n区时，形成的电流方向是从p区到n区； 当自由电子从n区移动到p区时，形成的电流方向也是从p区到n区。
综上所述，当pn结导通时，电流从p区流向n区。
pn结的导电过程中，p区的空穴会进入n区，n区的自由电子也会进入p区。
这两个过程共同构成了pn结内的电流。
空穴和自由电子的运动遵循电荷的运动规则，即正电荷的运动方向定义为电流方向。
因此，虽然空穴和自由电子的运动方向相反，但它们的共同方向都是从p区到n区。
需要注意的是，电流的方向是由正电荷移动的方向决定的，而不是负电荷的移动方向。
尽管自由电子带有负电荷，但它们的运动方向与电流相反。
因此，虽然在微观层面上，电流是由自由电子和空穴的运动形成的，但在宏观层面上，电流的方向是从p区流向n区。
综上所述，当pn结导通时，电流从p区流向n区。
这种现象是由于p区的空穴和n区的自由电子在正向电压的作用下分别从p区移动到n区和从n区移动到p区，从而形成电流 从p区到n区。
方向。
PN结的特性
从PN结的形成原理可知，要使PN结导通电流并形成电流，必须消除其空间电荷区内部电场的电阻。
显然，在相反方向加上一个较大的电场，即P区接外部电源正极，N区接负极，可以平衡其内部自组装电场。
载体可以继续移动，形成线性向前流。
外部阻断电压对应于内置电场的较大电阻。
PN结不能导通，只有很弱的反向电流（这是少数载流子的漂移运动造成的，因为少数载流子的数量是）。
有限且电流饱和）。
当反向电压增大到一定值时，由于少数载流子的数量和能量不断增加，它们会碰撞并破坏内部共价键，释放出原来束缚的电子和空穴，导致电流不断增大，最终PN结会塌陷（成为导体）而损坏，反向电流急剧增大。
这就是PN结的特性（单向导通、反向饱和漏电或击穿导体），也是晶体管和集成电路最基本、最重要的物理原理。
所有基于晶体管的复杂电路的分析都与它有着千丝万缕的联系。
例如，二极管是根据PN结的单向导电原理工作的，PNP结构可以组成包含两个PN结的三极管。
二极管和晶体管是电子电路最基本的元件。
当PN结上施加反向电压时，空间电荷区变宽，该区域的电场增强。
当反向电压增加一定量时，反向电流突然增加。
如果外部电路不能限制电流，电流就会很大，导致PN结烧坏。
反向电流突然增大时的电压称为击穿电压。
有两种基本的击穿机制，即隧道击穿（也称为齐纳击穿）和雪崩击穿。
前者的击穿电压小于6V，并且具有负温度系数。
后者的击穿电压超过6V，并且具有正温度系数。
温度系数 雪崩突破：当势垒层中的载流子漂移速度随着内电场的增加而加快一定量时，它们的动能足以碰撞共价键中束缚的价电子，并在势垒层中产生电子-空穴孤对对。
在强电场的作用下，新产生的电荷载流子与其他中性原子碰撞并产生新的自由电子空穴对。
这种连锁反应导致势垒层中的载流子数量急剧增加。
雪崩击穿发生在掺杂浓度低的PN结中，势垒层宽，碰撞电离的机会较多，雪崩击穿的击穿电压高。
齐纳击穿：齐纳击穿通常发生在高掺杂浓度的PN结中。
由于掺杂浓度高，PN结很窄，因此即使施加很小的反向电压（5V以下），结层内的电场也很高很强（高达约 2.5 × 105 V/m）。
在强电场的作用下，PN结中原子的价电子被强行拉出共价键，形成电子空穴对，从而产生大量的电荷载流子。
在反向电压的影响下，它们形成很大的反向电流而发生击穿。
显然，齐纳塌陷的物理本质是场电离。
通过采用适当的掺杂技术，硅PN结的雪崩击穿电压可控制在8～1000V。
齐纳击穿电压小于 5 V。
在 5 到 8 V 之间，两种故障可能同时发生。
热电击穿：当pn结上施加反向电压时，流过pn结的反向电流导致热损失。
随着反向电压逐渐增加，给定反向电流的功率损耗也增加，产生大量热量。
如果没有良好的散热条件将这些热能及时散发出去，结温就会升高。
这种由热不稳定性引起的击穿称为热电击穿。
击穿电压的温度特性：随着温度升高，晶格振动增大，导致载流子运动的平均自由程缩短，预碰撞动能降低。
必须提高反向电压才能引起具有正温度系数的雪崩击穿，但随着温度升高，共价键中价电子的能态较高，因此齐纳击穿电压随着温度升高而降低，具有负值。
温度系数。
(1)施加正向电压时PN结导通。
当电源正极接P区、负极接N区时，外加的正向电压的一部分落在PN结区，PN结正向偏置。
电流从P型侧流向N型侧，空穴和电子向界面移动，使空间电荷区变窄，使电流在PN结内沿与电场相反的方向顺利流动. 削弱内部电场。
这削弱了内部电场对多级扩散运动的阻力，增大了扩散电流。
扩散电流远大于漂移电流，漂移电流的影响可以忽略不计，PN结电阻较低。
(2)施加反向电压时PN结中断。
当电源正极接N区，负极接P区时，所加反向电压的一部分落在PN结区，PN结反向偏置。
然后空穴和电子都远离界面，扩大空间电荷区并阻止电流流过它。
其方向与PN结内电场方向相同，增强了内部电场。
内部电场对多级扩散运动的阻力增大，扩散电流大大减小。
此时PN结区少数载流子在内电场作用下形成的漂移电流大于扩散电流，扩散电流可以忽略不计，PN结电阻较高。
在一定的情况下温度条件下，本征激发所决定的少数载流子浓度是一定的，因此少数载流子形成的漂移电流是恒定的，基本上与所施加的阻断电压的大小无关。
该电流也称为反向饱和电流。
当PN结施加正向电压时，其电阻较低，正向扩散电流较大； 当PN结施加反向电压时，其电阻高，反向漂移电流小。
由此可见PN结具有单向导电性。
PN结的伏安特性（外特性）如图所示，直观地表示了PN结的单向导电性。
伏安特性的表达式为： 其中iD为流过PN结的电流，vD为施加在PN结上的电压，VT为温度等效电压，其中k为玻尔兹曼常数（1.38×10 )为-23J/ K)，T为热力学温度，即绝对温度(300K)，q为电子电荷(1.6×10-19C)。
常温下，VT≈26 mV。
是反向饱和电流。
对于分立器件，其典型值在10-8至10-14A范围内。
集成电路中二极管的PN结的Is值更小。
如果vD>>0并且vD>VT，如果vD<0并且iD≈–IS≈0。
当PN结施加反向电压时，空间电荷区的正负电荷形成电容器件。
其电容随外加电压而变化，主要包括势垒电容（CB）和扩散电容（CD）。
势垒能力和扩散能力都是非线性能力。
势垒容量：势垒容量是由空间电荷区中的一薄层离子形成的。
如果PN结两端的电压降由于施加的电压而变化，则离子薄膜的厚度也会相应变化，这对应于PN结中存储的电荷量的变化。
势垒区类似于一个扁平电容器，存储在其结的两侧。
电荷量随施加电压的变化而变化，称为势垒容量Is：。
当PN结反向偏压时，接触电阻很大，CB的作用不可忽视，特别是在高频时，对电路的影响更大。
CB 不是一个恒定值，而是随 V 变化而变化。
这个特性可以用来制作变容二极管。
PN过渡有突然过渡和缓慢变化过渡。
虽然PN结对应的是扁平电容器，但这种变化相对较小。
那么，在已知动态平衡的情况下，将其代入上式即可求得势垒层的宽度L0： 扩散电容：PN结导通时。
电流正向积聚许多电子，扩散到另一侧区域后，到达PN结的边界，并具有一定的浓度分布。
累积电荷量随着施加电压的变化而变化。
随着PN结的正向电压升高，正向电流增大，需要积累更多的载流子来满足增加的电流要求，而P区积累的电子或N区空穴相对减少。
这样，电荷载流子就进入PN结“加载”和“熄灭”。
PN结的扩散电容CD描述了当外加电压变化时，电子在P区积累或空穴在N区积累的电容效应。
当PN结正向偏置时，从N区扩散到P区的电子与外部电源提供的空穴复合，形成正向电流。
刚刚扩散的电子聚集在PN结附近的P区，并形成一定的梯度分布曲线，有几个亚浓度。
相比之下，从P区向N区扩散的空穴在N区也形成类似的浓度梯度分布曲线。
扩散电容器的示意图如右图所示。
CD 是非线性电容。
当PN结正向偏置时，载流子的数量很少。
一般可以忽略
