一个结的精彩

在元素周期表中，左P右N，
掺杂浓度愈高，正向电阻愈小，反向耐压也愈低，Ⅰ型不是本征，是浓度过低不能成结，
结不是绝缘的，只因空乏而不导电，正偏时是套叠(中和)空乏，反偏时是背离(耗尽)空乏，
载流子的多或少，在于是否通过势垒而交换，经势垒交换为『少』，在本地或经沟道流通则为『多』。

欧姆接触不能形成PN结，铝和N型硅可组成肖特基二极管，当中的接触当然不会是欧姆接触，
根据既定思维，PN的分界在碳族(四价)，铝镓铟是三价的，属P类，锑铋是五价，属N类，如果用五价金属配以P型硅，理论上也能造出肖特基结来，
如果用三价与五价的金属直接融合，理论上亦可以成结，不过，由于两者皆为金属，可能会像浓掺杂半导体那样，没有反向耐压，只能充当热电偶，如果插入一层极薄的绝缘物，又能否做出PIN的效果呢?
两层导体夹着一层绝缘体，这是电容器，如果这个绝缘体能够交换载流子，那就可成为PIN的条件，
任何绝缘材料薄至某程度，都能导电而不破坏，本征半导体亦不例外，由于可供复合集载流子几乎没有，PN两区的载流子可以全身而过，直至进入对方领土才被俘虏，
PIN二极管就是这么回事，而那个Ⅰ层其实并非真本征而是痕量掺杂，所以Ⅰ层的导电并非隧道效应，掺杂虽微不足道，不足以成结，但导电能力却有可观的改善；普通PN结的分界可认为是零厚度，而PIN管的Ⅰ层厚度再薄也不会是零，既能无阻，又何以耐压，但反偏时，势垒充满整个本征层及两边结面，那Ⅰ层就像打足了气的轮胎，能承受比同规格的普通二极管更高的电压，
在BJT中，引入PIN架构的是集电结，这个以本征层为中心的电容，比同等面积的普通PN结的小得多，这也是因势垒厚度的差异，这个电容小，总合的量值自然也就小，关键在于，这个结的电容承载的是高电压，电容所起的作用是很显著的，结电容愈小，功率流就截断得愈干脆，这也许就是PIN架构能够提高开关速度的原因吧。

现在的半导体元件，似乎是动辄就加外延层，于三极元件已是稀松平常，在大强功率二极管领域也与日俱增，我可纳闷，外延层跟主体的接续，究竟应该是壁垒分明还是渐变过渡的呢?
我想，外延其实也是「结」(非欧姆接触)，只是由于材料的属性相同而不能产生PN结的一切作用，
高耐压与低阻力是对矛盾，在同质芯片中，引入外延层是折衷凑合的不二之法，外延层的浓度必然高于主功能区，对内可减小元件自身电阻，对外能强化欧姆接触，注意，外延层虽增大端子跟PN结的距离，但在认识穿通问题时也应该视之为端子的一部份，
跟外延相反，变结的掺杂是内浓外淡的，层内的掺杂分布对结的属性当然会有所影响，PN结会有三种，缓变，突变，超突变，突变其实只是比缓变的快得多，但并非突然，超突变的特性线是曲线或折线，其变化是加速度的骤然增减，这才是真个突变吧?
变结对反向特性的影响，显露于二极管的电容效应，而对正向特性的影响，则在BJT的基区中浮现；不过，无论是哪种结，在整个伏安特性中的那三段直线永远是笔直的。

跟肖特基架构不同，PN结的流通载子，不管正向电流或反向泄漏，都是少子，
载流子本身，其实是「万寿无疆」的，只有因复合而湮没，由越过势垒至被复合湮没所走过的路程，就是扩散长度，
漂移是PN结反偏时的事，跟扩散不同，漂移的行程是没限制的，在BJT类有源器件中的大规模漂移的成败，就是取决于基区厚度是否小于那个散长度。

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掺杂浓度影响的，除了反向耐压，还有击穿的模式， PN结的击穿模式有雪崩与齐纳两种，
雪崩是碰撞轰击，连锁效应，这个较易理解，齐纳是推挤拉扯，掺杂浓度高，结区薄，以至于耐压虽减，但结区的电场强度（及电压梯度）却反而增加，足以把载流子直接就地拨动，就像金属或普通电阻里头的电流那样，
虽谓击穿，若给电流设限，雪崩齐纳皆可完美复位， 当掺杂浓度处于某水平时，雪崩跟齐纳两者并存，而跟这水平对应的耐压是6V，由于两种模式的温度系数相反，双模并举，温变抵消，这就使得6V稳压管的温敏程度最小。

单结晶体管和隧道二极管有四个共通之处，
除一个PN结外甚么都没有，都是以正偏运作，採用的都是窄禁带半导体材料，
它们都是负阻元件，单结管的伏安特性是『S』形，隧道二极管的是『N』形，
正向时，把它们当作普通的二极管来用是可以的，反向时当稳压管用，隧道二极管根本不行，UJT也难以胜任。

控制电流，原来不一定要穿越结面，让电流在结区旁边擦过也行，以拓扑而论，UJT跟jFET一样，所以，UJT其实也可视为场效应器件，UJT的狭长基极可视之为沟道，
UJT的PN结的大小和浓度皆极不对称，结区极短，比短沟道的jFET还短，甚至应该只是一个点，P区浓度高，N区浓度低，伏安特性跟普通二极管一样，没有隧道二极管的负阻区，那么，负阻何来?
UJT也算是个有源器件，但与众不同之处，是它的功率通道不在电源主干道上，另一点就是待机状态为高阻态，基区掺杂浓度低，阻力较大，就是这个『电阻』给UJT提供了门槛值，
负阻的关键在于下基区，PN结正向导通，过境的载流子走了一段路才被复合，结区及其附近会受到电导调制，阻力减小，如果下基区的长度不比这段路程大太多，其表现就会像个压敏开关，此乃UJT负阻之因，至于上基区则依然像个电阻，没甚变化，另外，由于结区太短，虽然其结构跟jFET类同，但拿它作jFET来用是不行的。
在晶体三极管中，跟真空管最像的就是jFET，论结构，它比真空管更简单，就那么一个PN结而矣， jFET是耗尽型模拟器件，结区比UJT长得多，足以成为性能可靠的沟道，跟隧道二极管及UJT相比，这PN结跟普通二极管的PN结是最相似的，PN两区的长度及浓度皆相近，通态电阻比UJT小得多， 不过，操控方式就跟隧道二极管及UJT相反，是反偏的，而且是可控的，当然，以空乏层把电流夹断，要利用的是结的边区，沟道当然不能太宽，否则就鞭长莫及，夹不断了。

有源器件不外增强型及耗尽型两种，截止是增强型的默认状态，你要开通它，就要给它「鼓劲」，耗尽型以开通为默认状态，想把它关掉，就要「耗尽」它，
有源器件除jFET外，都是增强型的，增强型跟电压源的性质及电压本位的世界正好匹配，耗尽型则可直接用于电流源而无需任何预加偏置或驱动，但是，像可控硅这样的元件只有增强型，没有耗尽型的，负阻(非可控)元件，耗尽型的亦只有λ二极管一种，而且是小功率的，大概相当于肖克利二极管的层级，也许，人们永远不会考虑以恒流源供电，故耗尽型可控硅的研究就没有必要，但稍事推敲还是没坏处的。
二端子的电子元件，不只二极管一种，但λ二极管的本质，却是货真价实的二极管，jFET是一个PN结，但实际上，一个PN结就足以转化成两只jFET（进而成为一只λ二极管），而无需像坊间资讯所介绍的用两个jFET来建构！
λ二极管不是由jFET构成的吗，在坊间的那些资讯里头，只有它的文字叙述与等效电路，关于它的实体结构的资料却楞是搜不到，唯有瞎猜，也许，用J字形芯片来併凑是合适不过的了，既能自身成管，又可作为同轴式管子的栅极引线，
PN结耗尽区的形成几乎不耗电，造出N多的耗尽区跟生成一个所需的电量几乎一样，但是，同样形状和体积的片层，区数愈多，夹断就愈容易(反过来就可使用较宽的沟道以取得较小的通态电阻)，薄板层叠，正是一种既能充份利用片层周界又可得宽沟道的做法，
可控硅加反偏不能关断，耐压的提高也不明显，减低误开通的风险倒是有点帮助，而对于λ二极管，引入电阻分压可提高夹断门限，加反偏则会更快夹断，若引入双栅极架构，偏置与耦合可以分开，控制者跟管子的隔离程度更好，调控更方便 。

一个结的元件，当然不能少了LED与光伏电池的份儿，
跟世上既有的可逆线性电器一样，LED跟光伏电池的互易关系，也是电压模式，即是说，发电极性跟馈电极性相同，在发光与光伏器件，都是P正N负，
跟一切气体放电灯一样，LED也是以芯片整体发光的，所以，芯材必须完全透明，光伏电池的光是从芯片里头（PN结）输出的，当然也需要透明才能让光内进，
间接能级半导体也会发光，但发光太弱，需要添加发光中心来增效，但跟直接能级材料相较还是望尘莫及，LED的原理是复合发光，这种复合是强制复合，跟BJT一样，咱们希望载流子的寿命够长，但又跟BJT不一样，咱们希望载流子集中在一处来复合，不要分散及走远，
有某专家就想到，在小于主PN结扩散长度的地方设置「路障」，使载流子都堵在主结区内而复合掉，LED的异质结跟BJT的不一样，并非种两种材料直接成结，而是以宽禁带材料作为窄禁带同质结的限制层，其实应该理解为「宽禁带的外延层」更合适，BJT可以只有一个异质结，但LED的限制层是应该两边都加上的，不加也行，不过发光效率就差多了，光伏电池是LED的逆过程，不过，那个限制层该不会加了吧，加了，载流子出不来，光伏效率岂不更差吗?

异质结可使BJT的耐压，频率，开关速度与放大倍数都大大增加，而LED的宽禁带外延用在BJT中不会有此效果，但我想，如果外延层是宽禁带的，即使穿通了，耐压也不会骤降而令BJT崩溃吧?

金属与金属也可造成非欧姆接触，但似乎都只能做热电偶，不能成为PN结，化合物(金属间化物除外)及非金属可作为有源器件用材，能作有源器件用材的，通常亦能跟金属组成「PN结」，
半导体科技的兴起与发展，是由四价元素开始的，四价元素的角色，总是单质，三价及五价元素是掺杂物(也是单质)，在LED或其他非硅类器件中，三价与五价元素成为主角，但总是化合物，而且往往是三五互化，亦不会掺入四价元素，
纯净，是关乎半导体元器件制作成败的首要条件，除了厂房需要超洁，作为半导体元件的用料，不论是单质，化合物，都必须极度纯净，基材固然，掺杂物也含糊不得，掺杂物是添加剂，不是杂质，同样也必须极度纯净。

恒流二极管的结构像jFET，jFET可作为恒流元件，但除需把栅极接地还要在源极串入电阻才有恒流之效，结构复杂的大功率有源器件，如果有逆导二极管的，也往往成为寄生jFET，但同样没有恒流效果，
恒流二极管是一种自带完整功能的非可控器件，要做到自带功能，就要跟λ二极管一样，在jFET的基础上作出改动，恒流二极管的结构，原来就是这样的，跟 λ二极管的结构图一样，也是遍寻不获，而这个恒流二极管的也是绝无仅有（居然就在eeworld，是谷歌搜到的）。[ /align]

有意思

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