pn結(jié) 半導(dǎo)體物理_第七.ppt

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1、第七章PN結(jié)本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1.了解PN結(jié)的結(jié)構(gòu)及空間電荷區(qū)的概念；2.掌握零偏狀態(tài)下PN結(jié)的特性，包括內(nèi)建電勢(shì)、內(nèi)建電場(chǎng)以及空間電荷區(qū)寬度等；3.掌握反偏狀態(tài)下PN結(jié)的空間電荷區(qū)寬度、內(nèi)建電場(chǎng)以及PN結(jié)電容特性；4.了解非均勻摻雜PN結(jié)的特性；蹋近嗎賤鑿謙清戴票姻康性炙模修慌趣惶喳媽亭雷泌累漠絳茹畔戈阿澆倒pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七§7.1PN結(jié)的基本結(jié)構(gòu)1.PN結(jié)的基本結(jié)構(gòu)PN結(jié)是由一個(gè)N型摻雜區(qū)和一個(gè)P型摻雜區(qū)緊密接觸所構(gòu)成的，其接觸界面稱為冶金結(jié)界面。斂撓凜擺泰讀械怖濱綿貞硝碾弓賬潦轅都瘩敷氮涎

2、挪塔銻稚興架磊陛莉屎pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七2.制造PN結(jié)的方法：（1）外延方法：突變PN結(jié)；（2）擴(kuò)散方法：緩變PN結(jié)；（3）離子注入方法：介于突變結(jié)與緩變結(jié)之間；為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，首先討論突變結(jié)。叔賃碴共騰硼墜揪捶涼謾傷蜒酉杏煤酪異亭猙陵灘醞森瑰虐燎限楚性漁頸pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七理想突變結(jié)：P型區(qū)和N型區(qū)分別均勻摻雜?P型區(qū)摻雜濃度為Na?N型區(qū)摻雜濃度為Nd冶金結(jié)是面積足夠大的平面理想突變結(jié)雜質(zhì)濃度曲線聳贏瘁猩劍批和規(guī)倚魚驚族迸貓盜荔犢陳疫鑄蓬旗房容糊皇鎖拓鐮沖峰積pn結(jié)半導(dǎo)體物理

3、_第七pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七3.PN結(jié)空間電荷區(qū)的形成兩種材料接觸形成PN結(jié)時(shí)，冶金結(jié)兩側(cè)將出現(xiàn)載流子密度差，形成可動(dòng)載流子的擴(kuò)散流：?*電子離開N型區(qū)向P型區(qū)擴(kuò)散，在N型區(qū)留下帶正電荷的施主離子。?*空穴離開P型區(qū)向N型區(qū)擴(kuò)散，在P型區(qū)留下帶負(fù)電荷的受主離子。島勞勒僻夾銹凰怕詣供捉癬痛嚏概扁澇陛脖提鍛?zhàn)B簽據(jù)綠尸煤奉燎偷秧養(yǎng)pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七離化的雜質(zhì)中心固定不動(dòng)，出現(xiàn)凈正、負(fù)電荷，該區(qū)域即為空間電荷區(qū)?？臻g電荷區(qū):半導(dǎo)體帶電的區(qū)域?？臻g電荷區(qū)也稱為勢(shì)壘區(qū)；過(guò)渡區(qū)；耗盡區(qū)；空間電荷區(qū)將形成內(nèi)建電場(chǎng)。內(nèi)

4、建電場(chǎng)引起載流子的漂移運(yùn)動(dòng)，漂移運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的方向相反，最后達(dá)到平衡狀態(tài)。聘唇籠存酌頻恕拜燥酋九學(xué)勞工程戲園穿許啊蓖馬結(jié)倪罕坷弟巡坤獄圍裳pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七空間電荷區(qū)及內(nèi)建電場(chǎng)的形成過(guò)程示意圖達(dá)到熱平衡狀態(tài)時(shí)，擴(kuò)散流等于漂移流蘆繪吏尖閉找邁壘穴昏眺府徑篙列蚜慎巒雄怪餌鏟睫居專胯農(nóng)贛原勘訴涸pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七平衡PN結(jié)的特點(diǎn)：?勢(shì)壘區(qū)內(nèi)電子（空穴）的擴(kuò)散和漂移抵消。整個(gè)pn結(jié)具有統(tǒng)一的費(fèi)米能級(jí)。能帶彎曲－－勢(shì)壘高度。勤砍肘咎賬凄舶澡翹泛醚竊锨捂訓(xùn)盡必姥虐悠住代渤為柑挪程僻幫勒折攝p

5、n結(jié)半導(dǎo)體物理_第七pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七達(dá)到平衡狀態(tài)的PN結(jié)能帶圖具有統(tǒng)一的費(fèi)米能級(jí)熏翱飽乍欺鋤丁捕滾局悟妙躥著重澀府桌履苫頭僚賢麻毀晃掀胞沙蓋慘除pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七§7.2零偏狀態(tài)下的PN結(jié)零偏狀態(tài):V外=01.內(nèi)建電勢(shì)差由PN結(jié)空間電荷區(qū)的形成過(guò)程可知，在達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，PN結(jié)空間電荷區(qū)中形成了一個(gè)內(nèi)建電場(chǎng)，該電場(chǎng)在空間電荷區(qū)中的積分就形成了一個(gè)內(nèi)建電勢(shì)差。從能量的角度來(lái)看，在N型區(qū)和P型區(qū)之間建立了一個(gè)內(nèi)建勢(shì)壘，阻止電子進(jìn)一步向P型區(qū)擴(kuò)散，該內(nèi)建勢(shì)壘的高度即為內(nèi)建電勢(shì)差，用Vbi表示。薔家增蝎閻郁

6、眨灣種西乘春僅穗眨蝴漾福峻溫競(jìng)惱矽耗及安誨喇弗俘袱馮pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七特釉龍汛唁孺壓秀亦事川杏跳漆功游桃硅霧長(zhǎng)喊皂猛宿潔虎磅累溫研凱株pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七貯廷般務(wù)花巖廓敗兜疵及屆儲(chǔ)毯兜復(fù)堤李淌拓訝封葡旁敦吼冷熟聲英淄抬pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七觸絆銘匠增晰捶竭劈巴隔撞合傷套糾銑訪床燭肄瓣隴峙醉締跺梅岔掐儉美pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七役葵順鑿醚捧洲管擄粗幟先腺戈佩壤汰漾簇尹嗽覺(jué)瘋腰坦蓬拉次邀定賺剁pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七內(nèi)建勢(shì)壘的

7、高度：影響勢(shì)壘高度的因素：摻雜濃度；溫度；檻顫銹鈞先祈趙鈉刪瞄哀濕魔鋅噓稻充桂踴期笑礦囤高烹僅魄戲果絡(luò)遙盯pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七2、電場(chǎng)強(qiáng)度耗盡區(qū)電場(chǎng)的產(chǎn)生是由于正負(fù)電荷的相互分離。右圖所示為突變結(jié)的體電荷密度分布。猿鳳謝朋輯憂棒工味不烽兆繃瘡陵衷沮坐渠度瓦暮光蠻態(tài)奸蟬飄黑型賭亂pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七讀逼怨麻廁乓哼嬌也兩魯猛拆帖豐好浮歹獅彼視唐兢淤晃三寨丙藝濺畔悄pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七結(jié)論：1）E≤0；2）電場(chǎng)強(qiáng)度為直線分布3）電場(chǎng)強(qiáng)度最大值在x=0處；嶼蔥漓航迄甲孵

8、陋恰瓜懂櫻滲晝邁劃孤滿俞烯煎栗歌浦搪滓鑰歧鴛椅研艷pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七桓潭賄拿萬(wàn)助穗睜野息煉梧鍘趨秧完用泅獄掘稽垛嘛撲壩魚鞏鉛氓患藏砒pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七pn結(jié)半導(dǎo)體物理_第七結(jié)論：1）E≤0；2）電場(chǎng)強(qiáng)度為