我知道这个问题听起来很傻,好像当端子连接在一起时会产生电流的电位差,这意味着能量来自某个地方。
我问这个的原因是,根据我对耗尽区和二极管内置电位的理解,如果你在整个二极管上连接一个电压表,它似乎会显示内置电位的值。
下图对此进行了解释:
起初,电子从 n 型流向 p 型,因为 n 型的浓度较高,而空穴反之亦然。这称为扩散电流。第一个穿过 pn 边界的电子和空穴是最靠近它的电子和空穴。这些携带者在相遇时会重新组合,然后不再是携带者。这意味着在 pn 边界附近有一个没有载流子的耗尽区。由于电子离开了 n 型材料,空穴离开了 p 型材料,因此在 pn 边界的 n 侧和 p 侧分别存在过剩的正电荷和负电荷。这会产生一个与扩散电流相反的电场,因此不再有电子或空穴穿过边界并结合。简而言之,只有边界附近的电子和空穴结合,因为在他们完成之后,会形成一个电场,阻止更多的载流子穿过。由该电场产生的电流称为漂移电流,当处于平衡状态时,它将等于扩散电流。因为在边界处存在电场(从正电荷指向负电荷),所以存在相关电压。这称为内建潜力。
如果您从左到右沿二极管的每个点对电场进行采样,您将从 p 区域中的 0 开始,因为质子和电子的数量相同。当你接近耗尽区时,你会看到一个指向 p 区的小电场,这是由现在有一个额外电子(由于复合)的受体杂质引起的,因此现在有一个净负电荷。当你接近边界时,这个电场的强度会增加,然后随着你越来越远而消失。
该电场意味着存在电压,如图(d)所示。p 侧处于任意电位,n 侧处于高于此的电位,因为它们之间存在电场。这意味着耗尽区存在电位差;这被称为内在潜力。
但是为什么当我在整个二极管上连接一个电压表时,我看不到这个内置电位?