第一章pn结[最新].ppt

第一章 p-n结; 第一章 p—n结;§ 1.1 p—n结的形成及平衡状态 1、p-n结的形成与杂质分布 2、p-n结空间电荷区 3、p-n结的能带图 4、平衡p-n结势垒区电场 5、平衡p-n结势垒高度 6、平衡p-n结的载流子浓度分布; 半导体二极管的结构类型;(c)平面型二极管的结构示意图;实际的p-n结结构;p-n结的形成过程; 最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。P型半导体和N型半导体结合面以及离子薄层形成的空间电荷区称为p-n结。在空间电荷区，由于缺少多子，所以也称耗尽层。 ; 制作p-n结的方法主要有合金法、扩散法、离子注入法及外延法。 由于获得p-n结的手段不同，其内部杂质分布也各不相同。 用合金法制得的p-n结，在p型区和n型区内部的杂质分布均匀，而在交界面处杂质类型突变，故合金结又可称为突变结。若其中一侧的杂质浓度比另一侧杂质浓度高两个数量级以上，又称之为单边突变结。 用扩散法制得的p-n结，扩散杂质浓度由表面向内部沿扩散方向逐渐减小，在结附近杂质浓度是渐变的，故称其为缓变结。若结附近杂质浓度作线性变化，其杂质浓度梯度是常数，称作线性缓变结。 在冶金结处，净杂质浓度为零。 ;盟乓绥逛柳箭枫歇酸稍萌茄蔫酿由哲绑括颊育梯缠滞缸镁痊甄咬遥傍古选第一章pn结第一章pn结;P;3. 平衡p-n结的能带：(没有外加偏压);4. 平衡p-n结势垒区的电场;5. 平衡p-n结的势垒高度;6、平衡p-n结的载流子浓度分布;瞅巾熬预颁收幸费床伎恭鹰翠染七飘着衔雀已序吃涛盼关夷仙谩旨碳速侣第一章pn结第一章pn结;一、正向p-n结 1 正向p-n结的势垒和正向注入效应 2 准费米能级的变化规律 3 正向p-n结势垒边界处少子浓度 4 正向p-n结电流-电压公式 非平衡少子浓度分布公式 电流成分的转换 正向电流公式 正向阈值电压 关于正向电流公式的讨论 理论与实验结果的偏离 势垒复合电流 大注入效应 p-n结直流特性的理论分析;二、反向p-n结 1 反向p-n结的能带与势垒 2 p-n结的反向抽取作用与准费米能级 3 反向p-n结边界少子浓度及两侧少子浓度分布 4 p-n结的反向扩散电流 5 势垒产生电流 6 表面漏电流 三、温度对p-n结电流、电压的影响 1 对反向饱和电流的影响 2 对势垒产生电流的影响 3 对正向电流的影响 4 对p-n结电压的影响;p-n结的单向导电性; 正向偏置的p-n结; p-n结加正向电压时的导电情况;1 正向p-n结的势垒和正向注入效应;2 准费米能级的变化规律;3 正向p-n结势垒边界处少子浓度;qVD决定了势垒区两侧同型载流子边界平衡浓度之比 外加qV决定了在此基础上的比值变化 q(VD-V)——正向时的势垒高度，决定了两侧浓度之比，即势垒高度限制了“能够越过势垒”的载流子的数量;4 正向p-n结电流-电压公式;4 正向p-n结电流-电压公式;正向p-n结载流子浓度分布;正向p-n结电流成分转换;正向p-n结中电流成分的转换即少子扩散电流转换为多子复合电流的过程 通过p-n结的总电流是恒定的，但各处的电流成分不同 势垒区：两种电流成分，均保持不变（近似），注入的电子电流和空穴电流 扩散区：两种电流成分，相互转换，少子扩散电流转换为多子复合电流 中性区：一种电流成分，多子电流，包括注入电流和复合电流;正向p-n结电流密度;正向阈值电压;关于正向电流公式的讨论;肄币蛮昭与眶宰侣井萨煌擂零骋什汁纂示魁壤枚可似玛仁榔乐逼古宠胰意第一章pn结第一章pn结;势垒复合电流;势垒复合电流;势垒复合电流;n1，p1假设费米能级与复合中心能级重合时，导带电子和价带空穴的浓度;扩散区复合;对一Si p+-n结;以扩散电流为主时，成exp(qV/kT)关系 以复合电流为主时，成exp(qV/2kT);p-n结的大注入效应;空穴扩散与漂移平衡;电流与电压关系：;两者区别： 1、 自建电场的分压 2、 扩散和漂移叠加 3、 大注入掩盖了多子;p-n结直流特性的理论分析;每顽拼踢购睁文潜观犊镣傈菌仑矿忠毡更陨枉秽牧变轨拖脾磁蹋蚤口潍毫第一章pn结第一章pn结;二、反向p-n结; p-n结加反向电压时的导电情况 ; p-n结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流；p-n结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流。由此可以得出结论：p-n结具有单向导电性。;1 反向p-n结的能带与势垒;2 p-n结的反向抽