半导体PN结反向偏置问题

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N极的多子，也就是电子，为什么不能通过外电路经过电源到达P极，然后受电场力再到达N极，以此循环产生电流呢

电子经过电源？电源内部的电势差会阻挡电子的运动。

  • 这有个类似的问题, 你可以参考下: https://ask.csdn.net/questions/7551714
  • 除此之外, 这篇博客: P型半导体，N型半导体，PN结原理简述中的 P型半导体 部分也许能够解决你的问题, 你可以仔细阅读以下内容或跳转源博客中阅读:

  • 在4价的硅中掺入了少量的3价杂质元素，硼，镓等，最外层3个价电子，与硅原子结合成共价键时，会缺少一个价电子，常温下会从其他位置的共价键中夺取一个电子（得到一个电子），使得杂质元素对外呈现负电荷，形成负离子，同时生成一个空穴。所以在P型半导体中，空穴的浓度远远大于电子的浓度。主要靠空穴导电，所以被称为空穴型半导体/P型半导体，P是positive的意思。3价杂质原子起着接受电子的作用，被称为受主原子。P型半导体中的空穴被称为多数载流子，电子被称为少数载流子。

    总结：在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要决定掺入的杂质浓度，少数载流子的浓度与温度相关。如N型中的杂质磷越多，那么多数载流子越多，浓度就越高。空穴是少数载流子，已经形成了共价键，所以跟温度关系比较大（就跟本征半导体的一样）。

    注意：无论是P型还是N型半导体，总体的仍然还是保持的电中性。

  • 以下回答由chatgpt基于相关博客总结生成:

    在半导体PN结处于反向偏置时，外电路与电源相连，N极的电子并不能通过电源受电场力的作用到达P极再回到N极产生循环电流的原因如下所述：

    1. PN结的单向导电性：PN结具有鲜明的单向导电特性。从载流子角度来看，P端富集了空穴，N端富集了电子，使得两端的载流子都能从元件中穿过，表现为导通。当P端与高电压相连，N端与低电压相连时，导通现象发生。而当反向电压施加在PN结上时，反向电场增强了空穴和电子的束缚，使其倾向于分离并受限在PN结边界处，导致几乎没有电流通过。

    2. 漂移电流与隧穿效应：当反向电压应用到极大时，高能的载流子（空穴或电子）可以使得晶格中的共价键断裂，价电子飞出，并引发链式反应，产生所谓的隧穿效应。隧穿现象会产生较大且稳定的电流。这时，虽然存在一些漂移电流，但是这个电流较小且不稳定。

    根据上述原因，当外电路与电源相连并且PN结反向偏置时，N极的电子受到电场力的束缚，无法通过电源到达P极并回到N极，因此不能产生循环电流。

    由于问题并不涉及具体的IT技术相关内容，因此无法给出代码和具体解决方案。以上是针对问题中提到的原因和机制的解释。