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文档简介

本小节所得的结果不仅可作为求解连续性方程时所需的边界条件，而且在其他章节也有很重要的用途。已知在平衡PN结耗尽区两侧边界上的空穴浓度有如下关系：当外加电压V

后：从而得：2.3.2、中性区与耗尽区边界的少子浓度与外加电压的关系

以上两式说明：当PN结有外加电压V

时，在小注入条件下，中性区与耗尽区边界处的少子浓度等于平衡时的少子浓度乘以exp(qV/kT

)。上式对正、反向电压均适用。在小注入条件下，，因而在N型区与耗尽区的边界处，即在xn

处有：同理，在-xp

处有：假设中性区的长度远大于少子扩散长度，则可得少子浓度的边界条件：对于非平衡少子，其边界条件为：将R写作；直流情况下，；又因，故可得：已知N区中的空穴扩散方程为上式中，，称为空穴的扩散长度，其典型值为10μm。扩散方程的通解为：

2.3.3、载流子分布的求解假设N区足够长(>>Lp

)，则

的边界条件为：利用此边界条件可解出系数A、B

，于是可得N区内的非平衡少子空穴的分布为：正向时PN结中的少子分布图：

P区内的非平衡少子电子也有类似的分布：P区N区同理可得P区内的电子扩散电流为：

假设中性区内无电场，故可略去空穴电流密度方程中的漂移分量，将上面求得的代入后，得：2.3.4

正向扩散电流总的PN结扩散电流密度Jd

为：

当时，，

当

(室温时约为26mV)时，对Jo的讨论：与材料种类的关系：EG↑，则ni

↓，Jo↓。与掺杂浓度的关系：ND、NA↑，则pno

、npo

↓，Jo↓（主要取决于低掺杂一侧的掺杂浓度）。与温度的关系：T↑，则ni

↑，Jo

↑。薄基区二极管的扩散电流（该结果在第三章中有重要用途）

薄基区二极管是指PN结的某一个或两个中性区的长度小于少子扩散长度。这时其扩散电流Jd

会因为边界条件不同而有所不同。但势垒区产生复合电流Jgr

的表达式无任何变化。前面讨论少子的边界条件时曾假设中性区长度远大于少子扩散长度，因此有:PNWB0薄N区二极管边界条件为：利用上述边界条件，求解扩散方程得到的N区中的非平衡少子分布近似为：上式对正、反电压都适用。类似地可得P区中的非平衡少子分布

的表达式。薄基区二极管中的少子分布图为：正向：反向：P区N区

精确公式，近似公式P区N区

当WB

<<Lp

时的空穴扩散电流和当WE<<Ln

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