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《本征熱激發(fā)載流子濃度與漏電流.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第45卷第2期電力電子技術(shù)Vo1．45，No．22011年2月PowerElectronicsFebruary2011本征熱激發(fā)載流子濃度與漏電流關(guān)艷霞，揣榮巖，潘福泉(沈陽工業(yè)大學，信息科學與工程學院，遼寧沈陽110870)摘要：敘述了本征熱激發(fā)載流子濃度對功率半導體器件的重大影響，希望得到一個理論符合實際的定量計算公式。比較國內(nèi)外權(quán)威的本征熱激發(fā)載流子濃度公式，經(jīng)過計算并與晶閘管整流管漏電流的實測數(shù)據(jù)相比較。初步認定SKGhandhi給出的本征熱激發(fā)載流子濃度公式可以作為適用于功率半導體器件的簡明公式，并進行了適當?shù)睦?/p>
2、論說明及公式意義的闡述。關(guān)鍵詞：功率半導體；本征熱激發(fā)載流子濃度；漏電流；禁帶寬度中圖分類號：TN32文獻標識碼：A文章編號：1000—100x(20l0)02—0106-03TheIntrinsicCarrierConcentrationandLeakageCurrentGUANYan—xia，CHUAIRong-yan，PANFu—quan(ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110870，China)Abstract：1’}lesignificantimpactofthein
3、trinsiccarrierconcentrationonpowersemiconductordevicesisdescribed．Thusitcanbeseenaformulathatmeetingtheneedsofpractice．Makingcomparisonoftheauthoritativeformulasfortheintrinsiccarrierconcentrationathomeandaboard，ithadbeenpreliminaryidentifiedthattheintrinsiccartie
4、rcon-centrationformulawhichgivenbySKGhandhicanbeconsideredastheconciseformulaappliedtocalculatingofthepowersemiconductordevicesbycomparingtheresultsofthecalculationwiththeactualleakageculTentofthyris-totsandrectifiers．Moreover，appropriatedescriptionintheoryisgiven
5、andthemeaningoftheformulaisdescribed．Keywords：powersemiconductor；intrinsiccarrierconcentration；leakagecurrent；energybandgap1引言生自由電子和自由空穴．它們可與摻雜濃度一樣參與電流傳導。ni數(shù)量大小取決于導帶狀態(tài)密度本征熱激發(fā)載流子濃度是半導體材料硅的一個重要物理量。功率半導體器件，如整流二極管，、價帶狀態(tài)密度Ⅳv以及禁帶寬度，公式為：hi2=rip=NJVvexp[-Es／(kr)】(1)晶閘管等的反
6、向漏電流、通態(tài)壓降，特別是浪涌電流下的通態(tài)電壓、各種溫度下的晶閘管觸發(fā)參數(shù)3n值公式的分類等均和不同溫度下的本征熱激發(fā)載流子濃度值有國內(nèi)外幾乎所有的半導體權(quán)威文獻都給出了密切關(guān)系。和微電子領(lǐng)域的半導體器件不同，功率該公式的具體形式，現(xiàn)歸納如下：半導體器件因其耗散功率大、熱特性突出，幾乎所(1)第1類公式其特征是不考慮禁帶變窄有特性參數(shù)都直接和不同溫度下的定量本征熱激效應(yīng)，并取T=300K時，=1．21eV，玻爾茲曼常數(shù)發(fā)載流子濃度值有關(guān)，故對和實踐相符合的本征k=8．62x10～eV／k。文獻【1】中的公式為：熱激發(fā)載流子
7、濃度值定量公式充滿渴望。n。=1．5x10躬TSexp[一1．21／(kT)](2)進一步化簡得：2本征熱激發(fā)載流子濃度值的由來／Zi=3．87x10Zexp(-7019／T)(3)由半導體物理學可知，本征半導體是一種完文獻[2]公式與文獻【1]完全相同。文獻[3】，[4]全沒有任何摻雜和缺陷的理想半導體材料。在公式與文獻[1]也基本相同，同為：0K，本征半導體處于未激發(fā)狀態(tài)，價帶完全被電r$i=3．87x10坫2exp(-7020／T)(4)子所充滿，導帶則完全空閑。隨著的升高將產(chǎn)生由于文獻[1卜[4】基本相同，以下均以
8、式(3)為載流子。使得電子從價帶躍遷到導帶。在此過程產(chǎn)代表，且式(3)，(4)被引用最多。(2)第2類公式其特征就是考慮禁帶變窄效定稿日期：2010—07-25應(yīng)。mo為電子慣性質(zhì)量，文獻[5】給出的公式為：作者簡介：關(guān)艷霞(1963一)，女，遼寧海城人，博士，副教授，研究方向為功率半導體器件。82×1
