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文檔簡介

07_06PN結

PN結的構成PN結的性質——單向導電性電流隨電壓變化特性反向狀態正向狀態一部分是N型半導體材料一部分是P型半導體材料1平衡PN結勢壘

電子濃度空穴濃度——N型半導體材料，雜質激發的載流子范圍電子的濃度遠遠大于空穴的濃度

費密能級在帶隙的上半部，接近導帶P型半導體材料——費密能級在帶隙的下半部，接近價帶N型和P型材料分別形成兩個區——N區和P區N區和P區的費密能級不相等，在PN結處產生電荷的積累——

穩定后形成一定的電勢差P區相對于N區具有電勢差——PN結勢壘作用

正負載流子在PN結處聚集，內部形成電場——自建場——勢壘阻止N區大濃度的電子向P區擴散平衡PN結——載流子的擴散和漂移運動相對平衡

——電場對于N區的電子和P區的空穴是一個勢壘

——勢壘阻止P區大濃度的空穴向N區擴散——抵消原來P區和N區電子費密能級的差別P區電子的能量向上移動——半導體中載流子濃度遠低于金屬且有——PN結處形成電荷空間分布區域約微米數量級——擴散和漂移形成平衡電荷分布，滿足玻耳茲曼統計——N區和P區空穴濃度之比熱平衡下N區和P區電子濃度——P區和N區電子濃度之比2PN結的正向注入

當PN結加有正向偏壓——P區為正電壓

——外電場與自建場方向相反__減弱PN結區的內電場原有的載流子平衡受到破壞N區電子擴散到P區P區空穴

擴散到N區——非平衡載流子——PN結的正向注入——電子擴散電流密度正向注入——P區邊界電子的濃度變為——外加電場使邊界處電子的濃度提高倍和比較得到邊界處非平衡載流子濃度——正向注入的電子在P區邊界積累，同時向P區擴散——非平衡載流子邊擴散、邊復合形成電子電流邊界處非平衡載流子濃度——正向注入電子在P區邊界積累，同時向P區擴散非平衡載流子邊擴散、邊復合形成電子電流非平衡載流子密度方程邊界處電子擴散流密度——電子的擴散系數和擴散長度注入到P區的電子電流密度——在N區邊界空穴積累，同時向N區擴散也是非平衡載流子邊擴散、邊復合形成空穴電流注入到N區的空穴電流密度PN結總的電流密度——肖克萊方程(W.Shockley)結果討論2)

PN結的電流和N區少子、P區少子成正比1)

當正向電壓V增加時，電流增加很快如果N區摻雜濃度遠大于P區摻雜濃度——PN結電流中將以電子電流為主3PN結的反向抽取

PN結加有反向偏壓——P區為負電壓——只有N區的空穴和P區的電子

在結區電場的作用下才能漂移過PN結

——外電場與自建場方向相同___勢壘增高載流子的漂移運動超過擴散運動N區的空穴一到達邊界即被拉到P區P區的電子一到達邊界即被拉到N區——PN結方向抽取作用PN加有反向電壓勢壘變為——P區邊界電子的濃度——反向抽取使邊界少子的濃度減小反向電流一般情況下——反向飽和電流擴散速度——P,N區少數載流子的產生率P區少數載流子——電子的產生率N區少數載流子——空穴的產生率反向飽和電流——擴散長度一層內總的少數載流子產生

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