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《半導(dǎo)體器件物理-負(fù)阻器件功率器件光電器件ppt課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、半導(dǎo)體器件物理PhysicsofSemiconductorDevicesS.M.SZE（周一：5、6；周三：1、2）1三部分內(nèi)容負(fù)阻器件；功率器件；光電子器件CH8隧道器件CH9碰撞電離雪崩渡越時(shí)間二極管CH10轉(zhuǎn)移電子器件和(實(shí)空間轉(zhuǎn)移器件)CH11晶閘管和功率器件CH12發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器CH13光電探測(cè)器和太陽電池2負(fù)阻器件隧穿機(jī)制(隧穿條件)1、隧道二極管2、反向二極管3、MIS開關(guān)二極管4、共振隧穿二極管渡越時(shí)間機(jī)制(注入角與延遲角)1、IMPATT二極管2、BARITT二極管電子空間轉(zhuǎn)移機(jī)制(非平衡電荷)1、轉(zhuǎn)移電子器件（TED）2、實(shí)空間轉(zhuǎn)移器件（RST）2341負(fù)阻產(chǎn)
2、生機(jī)制1、隧穿機(jī)制2、渡越時(shí)間機(jī)制3、電子空間轉(zhuǎn)移機(jī)制幾率與因素隧穿條件條件條件1、基本結(jié)構(gòu)及條件2、基本特性及條件3、工作機(jī)制與機(jī)理3功率器件晶閘管1、二端晶閘管2、三端晶閘管3、門極可關(guān)斷晶閘管(GTO)4、雙向常規(guī)晶閘管5、雙向門極可關(guān)斷晶閘管6、光控晶閘管其它功率器件1、VDMOSFET2、IGBT121、基本結(jié)構(gòu)及條件2、基本特性及條件3、工作機(jī)制與機(jī)理等效電路正/負(fù)反饋4光電子器件電子-光子相互作用機(jī)制1、受激吸收2、受激輻射3、自發(fā)輻射發(fā)光器件1、發(fā)光二極管2、pn結(jié)激光器光電轉(zhuǎn)換器件1、太陽電池1、pn結(jié)光電二極管2、pin光電二極管具有放大能力光電轉(zhuǎn)換器件1、光電導(dǎo)2、雪
3、崩光電二極管（APD）3、光電晶體管（BJT，F(xiàn)ET）圖像傳感器1、電荷耦合器件（CCD）2、CMOS圖像傳感器1231、基本結(jié)構(gòu)及條件2、基本特性及條件3、工作機(jī)制與機(jī)理5基本結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)條件基本特性及工作條件工作機(jī)制與機(jī)理重點(diǎn)掌握123基本物理概念(結(jié)構(gòu)、機(jī)制、機(jī)理)載流子(光子)輸運(yùn)的基本物理過程載流子(光子)輸運(yùn)的基本物理圖像重點(diǎn)理解1236CH8隧道器件-TunnelDevicesTunnelDiodeBackwordDiodeMISTunnelDiodeMIMTunnelDiodeTunnelingHOTElectronTransistorMISSwitchDiodeResona
4、ntTunnelDiode7優(yōu)勢(shì)1、多數(shù)載流子器件；2、隧穿時(shí)間極短，工作頻率極高；3、有微分負(fù)阻，可用于振蕩電路；4、隧穿器件集成有望實(shí)現(xiàn)高速低功耗。8IVIpVVVpqVpqVn''一、隧道(江崎)二極管--TunnelDiode（江崎1958年博士論文期間發(fā)現(xiàn)，1973獲諾貝爾獎(jiǎng)）2、基本結(jié)構(gòu)--簡(jiǎn)并pn結(jié)；qVp'、qVn'幾個(gè)kT/q；xm~10nm1、基本I-V特性VV>V>Vp：93、I-V特性基本機(jī)理分析—隧穿效應(yīng)反偏：正偏零偏從態(tài)密度解釋104、隧穿必要條件1）電子隧出一側(cè)存在電子占據(jù)態(tài)；2）電子隧入一側(cè)相同能級(jí)存在未被電子占據(jù)態(tài)；3）隧道勢(shì)壘高度足夠低，寬度足夠窄；4）
5、隧穿過程能量、動(dòng)量守恒。5、隧穿E-k關(guān)系直接帶隙能量、動(dòng)量守恒間接帶隙能量守恒動(dòng)量守恒聲子參與聲子與初始電子能量之和等于隧穿后能量E1E2GeE=E//+E┴=11126、隧穿幾率未考慮間接隧穿；未考慮垂直動(dòng)量。EgX0=0x1EC(x)電流？12Egx1x21）隧穿電流7、電流-電壓特性平衡態(tài)：加偏壓：IVIpVVVpVE2E113當(dāng)偏壓使電子態(tài)分布的峰值與空穴分布的峰值對(duì)應(yīng)同一能量時(shí)的偏壓為峰值電流的電壓電子濃度分布空穴濃度分布qVpqVn''*142）過剩電流隧穿路徑：CADCBDCABDCD電子需隧穿的能量B→D（勢(shì)壘高度）：EX≈Eg+q(Vn+Vp)–qV=q(Vbi-V)D
6、x:B點(diǎn)占據(jù)態(tài)密度ABDCqVbiqVbi153）pn結(jié)擴(kuò)散電流電流-電壓特性16178、器件等效電路LSRSCj-R寄生參數(shù)本征參數(shù)最小負(fù)阻RminIVqVpqVn''179、頻率特性及應(yīng)用-工作條件LSRSCj-R寄生參數(shù)本征參數(shù)最小負(fù)阻RminIV輸入阻抗：工作頻率,此時(shí)有負(fù)阻和電抗此時(shí)為負(fù)阻和容抗寄生電阻與電感要做小18LSRSCj-R寄生參數(shù)本征參數(shù)開關(guān)速度取決于充放電時(shí)常數(shù)--RC希望隧穿電流大表征參數(shù)：速度指數(shù)(品質(zhì)因子)—Ip/Cj(VV)速度指數(shù)Jp耗盡層寬度速度指數(shù)與耗盡層寬度及峰值電流關(guān)系示意圖最小負(fù)阻RminIVIpVVVpV19基本結(jié)構(gòu)工作機(jī)制工作機(jī)理輸運(yùn)過程物理
7、圖像思考題若系弱簡(jiǎn)并pn結(jié)，I-V特性曲線如何？若由強(qiáng)逐漸過渡弱簡(jiǎn)并，I-V特性規(guī)律如何？20二、反向二極管（BackwordDiode）IVIV弱簡(jiǎn)并更弱簡(jiǎn)并機(jī)理？？峰值電流小峰值電流小機(jī)理？？21結(jié)構(gòu)—簡(jiǎn)并pn結(jié)；隧穿—條件；峰值電流—簡(jiǎn)并度；電流成份—隧穿電流，過剩電流，熱電流22作業(yè)1、依據(jù)隧道二極管I-V特性曲線，敘述其基本結(jié)構(gòu)條件、工作機(jī)制與機(jī)理，以及其振蕩及負(fù)阻工作條件；2、依據(jù)反向二極管I-V特性曲線，敘
