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文档简介

2.3Pn结----UI推导目的：通过对PN结电流—电压关系的定量分析，得到描述pn结I—U特性曲线的方程。一、基本假设（1）“小注入条件”，即在正向电压下，注入到对方的少子，比该区平衡态下的多子少得多。（3）不考虑耗尽层中载流子产生和复合，因此电子和空穴电流在流过耗尽层过程中保持不变。（4）在有外加电压作用的情况下，耗尽层边界处载流子浓度分布满足玻耳兹曼分布。（2）耗尽层近似：空间电荷区中，载流子全部耗尽，空间电荷区是个高阻区，外加电压全部降落在结上，在空间电荷区以外区域，少数载流子的运动为复合与扩散。PNABAPNBAPNB（a）平衡态（c）加反向电压（b）加正向电压由假设(3)得：流过的空穴流与流过

的空穴流一样；流过的电子流与流过

的电子流一样；二、少子注入浓度与外加电压的关系处有空穴增加，量为PNABPN处有电子增加，量为PNABPNP区：同理N区：这说明平衡态下耗尽层两边边界处载流子的浓度分布服从玻耳兹曼分布。平衡态下：根据假设（4），外加正向电压U后，pn结处于非平衡态，耗尽层两边边界处载流子浓度分布仍服从玻耳兹曼分布。平衡态：非平衡态：小注入条件下：PNP区边界处电子浓度与外加电压的关系：同理N区边界处空穴浓度与外加电压的关系：则非平衡态下P区边界处电子浓度增量：非平衡态下N区边界处空穴浓度增量：PN非平衡态下耗尽层边界处载流子浓度增量：三、少子的复合与扩散进入P区、N区的非平衡载流子的数目将因复合随时间减少，直至消失。（1）少子的复合PN

以N区空穴为例，设单位时间单位体积复合掉的非平衡载流子数为，它与载流子浓度成正比。它反映非平衡少数载流子因复合消失的快慢。其大小直接影响半导体器件的性能。（2）少子的扩散以N区空穴为例，坐标原点取在N区空间电荷区的边界处，注入少子量不变时，少子边扩散边复合，最终形成一个不随时间变化的少子空间分布。PN目标：求分布，即少子随x的分布求分布依据：定态时，少子分布的空间中，任一小区域内少子的累积量等于少子的消耗量。PN假设N型区足够长，则PNPN（4）扩散电流（平移纵坐标）PN同理得P区少子电子在处的电子扩散电流:PN四、PN结的

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