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文档简介

理想pn结模型电流电压方程（利用连续性方程）符合以下假设条件的pn结称为理想pn结模型：（1）小注入条件：注入的少数载流子浓度比平衡多数载流子浓度小得多；（2）突变耗尽层条件：外加电压和接触电势差都降落在耗尽层上，耗尽层中的电荷是由电离施主和电离受主的电荷组成，耗尽层外的半导体是电中性的。因此，注入的少数载流子在p区和n区是纯扩散运动；（3）通过耗尽层的电子和空穴电流为常量，不考虑耗尽层中载流子的产生及复合作用；（4）玻耳兹曼边界条件：在耗尽层两端，载流子分布满足玻耳兹曼统计分布。1.理想pn结模型电流电压方程（利用连续性方程）pp’处的空穴浓度：，电子浓度nn’处的电子浓度：，空穴浓度反向p-n结电流分布pnp’n’反向偏压下p-n结的费米能级空穴扩散区电子浓度高，EFn变化小空穴浓度小，EFp变化大电子扩散区空穴浓度高，EFp变化小电子浓度小，EFn变化大EFp-EFn=qV势垒区变化忽略不计pp’处的空穴浓度：，电子浓度nn’处的电子浓度：，空穴浓度计算流过pn结电流密度的步骤1.根据准费米能级计算势垒区边界nn'和pp'处注入的非平衡少数载流子浓度：以正偏压为例，对反向偏压也成立耗尽区边界注入p区的非平衡电子浓度：耗尽区边界注入n区的非平衡空穴浓度：2.以边界nn'和pp'处注入的非平衡少数载流子浓度作边界条件，解扩散区中载流子连续性方程式，得到扩散区中非平衡少数载流子的分布；N区（空穴扩散区）P区（电子扩散区）3.将非平衡少数载流子的浓度分布代入扩散方程，算出扩散流密度后，再算出少数载流子的电流密度：N区（空穴扩散区）P区（电子扩散区）4.将两种载流子的扩散电流密度相加，得到理想pn结模型的电流电压方程式势垒区的产生-复合可以忽略，因此耗尽区两侧的空穴/电子电流密度相等定义反向偏压反向电压很大时，边界处的少子可以认为是零（浓度梯度不随电压变化），扩散电流不随电压变化，电流小且趋于不变。正向：反向：理想pn结模型电流电压方程肖克莱方程式

p区电子扩散长度电子扩散系数(k0T/q)≈0.026V

理想p-n

结的

J-V

曲线p-n

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