微电子学基础课件\6第6章PN结whl - 修改版

*第6章p-n结§6-1p-n结及其能带图§6-2p-n结电流电压特性§6-3p-n结电容§6-4p-n结击穿§6-5p-n结隧道效应*§6-1PN结及其能带图本节重点：p-n结能带图接触电势差载流子分布*p-n结形成，空间电荷区形成：合金法，扩散法，离子注入法等结的分类：突变结，缓变结，线性缓变结§6-1PN结及其能带图*空间电荷区，接触电势差空间电荷区也叫势垒区，也叫耗尽区内建电场，势垒的高度正好等于,叫接触电势差§6-1PN结及其能带图*能带图,接触电势差,载流子分布•能带图：•接触电势差：平衡PN结的空间电荷区两端的电势差VD，也叫内建电势差。一般硅，0.70V;锗0.32V§6-1PN结及其能带图*能带图,接触电势差,载流子分布p-n结载流子分布：§6-1PN结及其能带图习题给出平衡态p-n结能带图，并推导和的关系式。**例题或习题：已知平衡p-n结2区的掺杂浓度，求其接触电势差分析对接触电势差的影响因素主要有：掺杂浓度，禁带宽度，温度*§6-2p-n结电流电压特性电压主要降在势垒区电注入能带图中的符号准费米能级理想PN结模型电流电压特性的推导过程*理想p-n结电流电压特性的推导过程理想p-n结的假设条件推导的思路结果：肖克莱方程对结果的讨论：和假设有关1.理想方程的特点：单向导电性等2.理想和实际的差距和原因§6-2p-n结电流电压特性*§6-2p-n结电流电压特性*结果的讨论-伏安特性1，理想方程：A）单向导电性B）温度对电流的影响主要对中的影响。温度上升，电流指数上升。2，理论曲线和实际曲线的差别及其原因：（画图：实际曲线和理论曲线）A)反向偏置：考虑势垒区的产生流，增大B)正向偏置：曲线变形，见图1，小电压时：加上势垒区复合流：变大，2，中间电压：符合较好3，高电压时：几乎线性；因为大注入效应和串联电阻§6-2p-n结电流电压特性*影响pn结电流电压特性偏离理想方程的各种因素：势垒区的产生电流势垒区的复合电流大注入情况§6-2p-n结电流电压特性*势垒电容：当p-n结加正向电压时，势垒区电场随着正向偏压的增加而减弱，势垒区宽度变窄，空间电荷数量减少，如（a）、（b）所示。扩散电容：当正向偏压增加时，由p区注入到n区的空穴增加，注入的空穴一部分扩散走了，一部分则增加了n区的空穴积累，增加了浓度梯度，如（c）所示。§6-3p-n结电容*突变结的势垒电容：PN+结为例线性缓变结的势垒电容§6-3p-n结电容*电容效应结论势垒电容：单边突变结的接触电势差随着低参杂一边的杂质浓度的增加而升高，势垒宽度随着低参杂一边的杂质浓度的增加而下降，势垒区几乎全部降在低参杂的一边。最大的电场强度在PN中间界上。势垒电容和结面积以及低参杂浓度的平方根成正比。减小他们可以降低电容。势垒厚度随电压变化，所以势垒电容也随电压变化，势垒电容是变容电容。扩散电容§6-3p-n结电容*雪崩击穿击穿机理：雪崩倍增效应和电场强度成正比厚的势垒区容易发生，轻掺杂§6-4p-n结击穿*隧道击穿齐纳击穿势垒区宽度小,大反压容易发生重参杂热击穿反向饱和电流随温度上高而升高的正反馈效应§6-4p-n结击穿*负阻现象—I-V特性隧道结简单的能带图应用：隧道二极管§6-5p-n结隧道效应*隧道结I-V特性及能带图§6-5p-n结隧道效应§6-5p-n结隧道效应§6-5p-n结隧道效应*第6章p-n结：小结§6-1p-n结及其能带图§6-2p-n结电流电压特性：肖克莱方程§6-3p-n结电容§6-4p-n结击穿§6-5p-n结隧道效应:图