版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
第6章pn结第6章pn结1-2学习目标描述空间电荷区是怎样形成的。画出平衡状态下pn结的能带图。推导出pn结接触电势差的表达式。了解pn结内载流子分布特点。理解外加偏压下非平衡pn结的特性。第6章pn结1-2前几章我们讨论了半导体及其载流子遵循的基本物理规律,如半导体结构和基本性质、半导体的能带结构和载流子的分布规律、载流子的输运、运动规律。后面几章将讨论在半导体的基本器件结构中,载流子的输运和运动规律。据统计:半导体器件主要有67种,还有110个相关变种所有这些器件都是由少数的基本模块构成:pn结金属-半导体接触MOS结构异质结超晶格第6章pn结1-2PN结是P型和N型半导体接触形成的基本结构实际的pn结是利用掺杂的补偿效应形成的合金法扩散法注入法6.1平衡PN结及其能带图第6章pn结1-2在交界面处,杂质浓度由NA突变为ND,称为突变结;若杂质分布可用x=xj处的切线近似表示,称为线性缓变结。实际的突变结,两边的杂质浓度相差很多,如n区施主杂质浓度为1016cm-3,而p区受主浓度为1019cm-3.通常称这种结为单边突变结(这里是p+n结)。两种理想的PN结
突变结:线性缓变结:高表面浓度,浅结(<1um)低表面浓度,深结(>3um)或外延的PN结
第6章pn结1-2PN结的形成由于pn结两侧多子的扩散,结附近感生出内建电场,通常把pn结附近的电离施主和电离受主所带电荷称为空间电荷,空间电荷所在的区域称为空间电荷区。内建电场作用在载流子上的电场力与载流子的扩散力平衡时,结达到平衡态。此时载流子的漂移与扩散互相抵消。空间电荷区=耗尽区(没有可自由移动的净电荷,高阻区)第6章pn结1-2PN结的形成达到平衡态后,空间电荷区宽度保持不变,内建电场保持不变,流过pn结的净电流为零。称这种情况为平衡状态下的pn结(平衡pn结,零偏态)第6章pn结1-2PN结的能带图形成pn结时,由于费米能级不一致,将发生n区电子流向p区,p区空穴流向n区。随着电子和空穴的运动,pn结两侧能带发生相对位移,其中p区能带上移,n区能带下移。费米能级随能带移动,直至费米能级处处相等时,能带停止相对移动,pn结达到平衡状态。空间电荷区电势为V(x),电子电势能为-qV(x),Ei的变化与电势能变化一致。亲和势功函数qVD第6章pn结1-2PN结的费米能级
(6.1)第6章pn结1-2接触电势差
热平衡状态pn结的能带图qVD第6章pn结1-2突变结接触电势差的大小
(6.2)
电势与电势能变化趋势相反第6章pn结1-2突变结的接触电势差
PN结的接触电势差决定于掺杂浓度ND、NA、材料禁带宽度以及工作温度第6章pn结1-2
接触电势差例题第6章pn结1-2能带内建电势电场电荷密度电势-能带-电场关系第6章pn结1-2pn结的势垒高度与载流子浓度关系
第6章pn结1-2
(6.3)pn结的载流子分布第6章pn结1-2pn结的载流子分布与电导率第6章pn结1-2pn结的载流子分布例题
第6章pn结1-2pn结两端外加电压时,处于非平衡状态。p区接电源正极,n区接负极时为正向偏压。由于耗尽区电阻大,外加正向偏压基本降落在耗尽区,正向偏压减弱了势垒区电场强度,使势垒高度降为q(VD-V)内建电场减弱,使得扩散流大于漂移流。电子通过势垒区扩散进入p区,在边界处积累,形成非平衡少数载流子。非平衡少子向p区内部扩散,
在一个扩散长度范围内称为
扩散区。这种由外加正向偏压产生非
平衡载流子的过程称为电注入6.2pn结电流电压特性第6章pn结1-2pn结反向偏压p区接电源负极,n区接正极时为反向偏压,与内建电场方向相同。内建电场增强,势垒高度增加为q(VD+V),使漂移流大于扩散流。N区边界上的空穴被强电场驱向p区,p区边界的电子被驱向n区。内部少子扩散至边界,形成反向偏压下的少子扩散流。少子浓度很低,浓度梯度较小。反向偏压足够大时,边界处少子浓度为零,浓度梯度不变,因而扩散电流也不随偏压变化。第6章pn结1-2pn结正反向偏压物理图像正向偏压反向偏压第6章pn结1-2pn结正向偏压电流N区电子漂移至边界后,进入p区形成扩散电流。扩散过程中电子与漂移过来的空穴不断复合,转化为空穴电流。通过pn结的总电流是通过p区边界的电子扩散电流与通过n区边界的空穴扩散电流之和。第6章pn结1-2pn结正反向偏压的能带图
EF不再统一第6章pn结1-
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2025年度办公用品及办公设备租赁一体化服务合同
- 二零二五年度养老社区入住与紧急救援协议3篇
- 2025年度养猪场养殖废弃物处理设施建设合同3篇
- 2025年度农村房屋买卖合同及土地承包权转让与配套设施租赁及物业管理合同
- 2025年度农副产品线上与线下销售融合合作协议3篇
- 二零二五年度危化品公路货物运输安全管理合同3篇
- 二零二五年度公司经理战略合作伙伴关系聘用协议3篇
- 二零二五年度美发行业美容美发行业投资合作协议书3篇
- 2025年度农村自建房合同协议书(含节能环保建筑材料)
- 二零二五年度农村房屋置换项目合作框架协议
- 人教版(PEP)小学六年级英语上册全册教案
- 广东省广州市海珠区2023-2024学年六年级上学期月考英语试卷
- 消防水域救援个人防护装备试验 大纲
- 机电样板施工主要技术方案
- 涉税风险管理方案
- 青岛市2022-2023学年七年级上学期期末道德与法治试题
- 高空作业安全免责协议书范本
- 石油化学智慧树知到期末考试答案章节答案2024年中国石油大学(华东)
- 手术后如何防止排尿困难
- 特种设备“日管控、周排查、月调度”表格
- 重点关爱学生帮扶活动记录表
评论
0/150
提交评论