PN接合で

質問

回路素子を独学で勉強しているんですが、わからないとこがあります。電界が発生するのはどうしてでしょうか？その電界の働きはどういったものなんでしょうか？またPN接合ダイオードの回路での使い方と電界との関係がわかりません。教えてください。

回答No.2

Mayday_Mayday · ベストアンサー

順方向バイアス
平衡状態におけるPN接合は、拡散電流とドリフト電流が平衡しているため電流はゼロとなっています。そこに順方向バイアス電圧を加えると、静電ポテンシャルの全変動は減少し、空乏層の電界も減少します。このため、拡散とドリフトのバランスが崩れ、電流が流れるようになります。このときの電界はゼロではなくNからPに向かって存在し、向きは電流の流れと逆向きのままです。

逆バイアス
平衡条件では、半導体内の電子とホールは再結合したままで電流は流れません。ここで逆バイアス電圧を加えると、電子とホールは分離します。これが空乏層で発生する場合を発生電流といいます。逆方向バイアスが充分高いとき、空乏層内のキャリア濃度は、平衡状態のときと比べさらに低くなります。逆バイアスにより内部電界がより強くなり、空乏層内のキャリアをはき出してしまいキャリア濃度は低下します。

電界に関する部分だけ簡単に書きましたが、
＞電界をどう制御するか
ということですので、的を得ていないかもしれません。
キャパシタンスとの関係もありますが、省略しました。

お礼

詳しい回答ありがとうございました。

回答No.1

Mayday_Mayday

電界は、空乏層の部分に出来る内部電界ですよね?
PN接合部付近では、それぞれのキャリア濃度の違いで密度勾配がありますよね。この密度勾配のため拡散して平衡していきます。接合部付近のN形半導体側では電子が移動してしまったためドナーイオン（＋）になり、P形半導体側ではホールが移動してしまって、アクセプタイオン（－）になります。これが空乏層で、内部に＋からーに電界が出来ます。この電界の働きは、キャリアの移動を阻止する向きに生じています。すなわち、この電界の働きは、キャリアがこれ以上流れないように働いています。

＞またPN接合ダイオードの回路での使い方と電界との関係がわかりません。

すみません、ご質問の意味が分かりません。

補足

すいません、補足します。

＞またPN接合ダイオードの回路での使い方と電界との関係がわかりません。
PN接合ダイオードで外部からの電圧が内部に発生している電界をどう制御するか、PN接合ダイオードと電界との関係がわからないところです。