半導(dǎo)體物理第六章PN結(jié)(精)

1、什么APNMr通過合金法.擴(kuò)融法和曲子注入法等住 X-S 號半再體基片的局 8BHF 入異型雜質(zhì).由干雜質(zhì)的樸償作用.存播入雜質(zhì)濃度超過基片 汆壓液度釣地方半尋侔 E 反型.達(dá)時(shí)在基片內(nèi)型和 n 叟兩 種型號的半再體的接融稱之為 M 結(jié).可分為突變結(jié)和緩變結(jié)電子由 n 型區(qū)向 p 型區(qū)擴(kuò)散并不斷與 p 型區(qū)空穴復(fù)合.界面 n 區(qū)一側(cè)的電高施主因詣 不到相應(yīng)的電子中和產(chǎn)生了正電荷區(qū)空處由 P 空區(qū)向 n 空區(qū)擴(kuò)敵并不晰與 n 空區(qū)電子復(fù)合界面 p 區(qū)一側(cè)的電髙受主囚弔 不到相應(yīng)的空穴中和.產(chǎn)生了負(fù)電荷區(qū).由 Jt 彤成空間電荷區(qū)并產(chǎn)生了內(nèi)僅電場引起電子和空穴的潭移電流.當(dāng)漂移電潦與擴(kuò)散電流相等時(shí)

2、.pn 結(jié)中凈電 流為#.韭時(shí).pn 結(jié)形成一個(gè)統(tǒng)一的熱平裔 系妹.有燥一的匕.白建電場也保持恒定。莊空間電荷區(qū)內(nèi).正.負(fù)電荷總相等便電 場帔屏菽左空間電荷區(qū)外電場為零.保持 電中性三.空間 電荷區(qū)的電場分布與PN結(jié)能處H9左空間電備區(qū)范用內(nèi)解泊松方程.以一維情況為 st其中.川)” 刀“/0) )“；()鞏耗展層近似，衣空祠電荷區(qū)內(nèi)欽流子星耗涇的.空間電荷區(qū)電荷星由亀離施 主或電藹受主彩成的即.4) )= a /0)=o存耗盡層近似下.只要類道艸結(jié)附近的雜質(zhì)分布.假定雜質(zhì)全部電嵩則電 荷更度 Q( ( ) )就直棲由雜険濃度決定了.三.空間 電荷區(qū)的電場分布與PN結(jié)離冰0B1. XXttPE

3、L QND GG將 AN 的表達(dá)式代入泊松方程.井積分.再利用界條件確定積分結(jié)果中的鸞數(shù): 解猬空間電猜區(qū)內(nèi)電場分布為：銚 0=尹)卜0“)如字()( (OcroJ5可以看出.空間電祈區(qū)內(nèi)電場分布長線性的.電場為負(fù)值.說明電場的方向沿*方向.即從介區(qū)播向 p 區(qū).花尸 0電場量大.三、空間電荷詠的電場分布與PN結(jié)寵佈BB對于單仗結(jié)面積曲石和叭“分別是空間電荷區(qū) n 區(qū)和 p 區(qū)的電商 顯加：qN&rNy.即，壬二叢說明兩側(cè)空間電荷區(qū)覓度之比尊于兩側(cè)雜質(zhì)濃度的反比.因吐 對于SN.有 KlH .記為”對于有| 記為 h”空間電菴（Z 幾乎都在低権雜 E-ffl.把這種箱稱為單邊 5?變結(jié)

4、三. 空間電荷區(qū)的電場分布與PN結(jié)離處B0對電場再積分一次得到小嵯分布:egw由于自建電場的存在.便 n 念和 p 區(qū)存在電位爰作.HM；（；（77；（；（r匚令：片（7o 可解出D八 a餐=（F+ 4卜“制弘比字紅&腔“ （g）SAMr三.空間電荷眩的電場分布與PN結(jié)離佈BB因?yàn)榍f空間電荷區(qū)電位分布是連紙的.那么在丫詡卜由覽可符， 肚自師曲）因?yàn)閨幺=皿二皿“ 且 兀 4 號二乞由此可得；q0.：（jrgfLF-存坊I 2 丿1A可以看岀 E 空間電荷區(qū)中電位分布是牠物儀形式-三、空間電荷 詠的 電場分布與PN結(jié)寵簾BB隨（呈 sett!線変化再積分一次.井設(shè)處“0尸0、則礙:速時(shí)必

5、彫與 d三次方的關(guān)系知道了電位分布以后.只更將原來的電子能級加上艸八的能帯圖三、空間電荷詠的電場分布與PN結(jié)寵簾BBp x 結(jié)雜庚分布、電為，電位分布由于在空間電荷但能需發(fā)生彎曲.“區(qū)導(dǎo)帚底幣近的電干更進(jìn)入 p(Z 導(dǎo)帝.必須 皿過一個(gè)能勢壘；pl?價(jià)帶頂陽近的空穴 1!進(jìn)入12 價(jià)帶.也更圧過一個(gè)能 勢壘對應(yīng)空間電荷區(qū)勢壘離度為 0 匕還嗎.n 區(qū)電子汰度:%氣曲P( (2 電丁派 fih；?削If,臨冷磚殆卜等 5 卻牛瀘PN結(jié)的伏安待性簡介p n 結(jié)的基本電學(xué)特性罡單向?qū)щ娦越涮柫魈匦裕寒?dāng) p 區(qū)按電視的正極.負(fù)極時(shí)有較大電謹(jǐn)通過.且該電流睛外加電 壓增加而迅速增大：反之.只有極小的反向

6、電淹且在擊穿發(fā)生之徇這個(gè) 反向電滾隧外加電壓的增加無明顯變化.兩式相除.取對數(shù):可見.V。與 PN 結(jié)藥邊的雜慣濃度.盤度和材料的親帶寬度有關(guān)。一、PN結(jié)的正向電波加正倦圧時(shí).外加電場方向與自建電場反向.割弱了勢圣區(qū)中電場銀度.空間電倩 減少.4tEJKMd.同時(shí)勢金高度下降便就 31 于的擴(kuò)敵途動 iflilT 凜移運(yùn) 動.因而岀現(xiàn)了電子從 n 區(qū)到卩區(qū)空穴從 p 區(qū)珈區(qū)的凈擴(kuò)散電流.形成了 pn 結(jié)的正 向電流(pEhE) )外加電場件用下非平衡少子的電注入，電子越過勢壘邊界逵入 0 區(qū)成為P區(qū)的非平衝少子：空處越過勢壘邊界透入 0 區(qū) 成為n(Z 的非平衡少子這罡一.PN結(jié)的正向電波、PN結(jié)的正向電stpri 結(jié)的電 X-電圧- X 方僅攻在與結(jié)面平行的任一或面中.電子電流和空穴電滾星不相尊的.但根據(jù)電潦連 續(xù)性原理.它幻的和人沖相尊.且彳/歹各自包含擴(kuò)散、潭格兩 個(gè)部分.所以衣是#幀下皿 8 的處電容當(dāng)辰向僞壓達(dá)X-ft 值”么擊穿電壓)時(shí).反向電及突接堆大的現(xiàn)箴k 苗朋缶穿當(dāng)反備伍足夠大時(shí).勢殳伍的電子和空六左強(qiáng)電堵加連下聯(lián)博根大的砸.與 PIS 原子發(fā)生&橙把價(jià)帯電子;?產(chǎn)生電升空穴對.斷產(chǎn)生的電子和空穴左 W 電墻的作用下生建冷電宸.當(dāng)反假壓到達(dá) V.時(shí).該效應(yīng)尊離顯著.便戟注子 濃度勸劇倍增.左生擊穿.2.理逸去穿當(dāng)辰侵壓褐