在半導(dǎo)體PN結(jié)附近總是堆積著正、負(fù)電荷,在N區(qū)內(nèi)有正電荷,P區(qū)內(nèi)有負(fù)電荷,兩區(qū)電荷的代數(shù)和為零。我們把PN結(jié)看成是一對(duì)帶正、負(fù)電荷的無(wú)限大平板,它們相互接觸(見(jiàn)本題圖)。取坐標(biāo)x的原點(diǎn)在P、N區(qū)的交界面上,N區(qū)的范圍是-xN≤x≤0,P區(qū)的范圍是0≤x≤xP設(shè)兩區(qū)內(nèi)電荷體分布都是均勻的:
這里nN、nP≤是常量,且nNxN=nPxP(兩區(qū)電荷數(shù)量相等)。試證明:
(1)電場(chǎng)的分布為
并畫(huà)出pe(x)和E(x)隨x變化的曲線(xiàn)來(lái)。
(2)PN結(jié)內(nèi)的電勢(shì)分布為
這公式是以何處為電勢(shì)零點(diǎn)的?PN結(jié)兩側(cè)的電勢(shì)差多少?
(1)先計(jì)算一定厚度均勻體分布無(wú)限大帶電板內(nèi)外的場(chǎng)強(qiáng)分布。運(yùn)用高斯定理可得