半导体物理基础PN结PPT.ppt

半导体物理基础PN结PN结制作工艺过程PN结制作工艺过程PN结制作工艺过程PN结制作工艺过程PN结制作工艺过程PN结制作工艺过程PN结制作工艺过程PN结制作工艺过程PN结制作工艺过程PN结制作工艺过程2.1热平衡PN结2.1热平衡PN结2.1热平衡PN结2.1热平衡PN结2.1热平衡PN结2.1热平衡PN结2.1热平衡PN结2.1热平衡PN结2.1热平衡PN结2.1热平衡PN结2.1热平衡PN结根据公式（2-6-3）反向电流随温度升高而增加。
单边突变结的耗尽层宽度为（耗尽近似）
9电荷存储和反向瞬变
层宽度W’W
费米能及与载流子浓度相关联。
PN结含有丰富的物理知识，掌握PN结的物理原理是学习其它半导体器件器件物理的基础。
正向偏压：势垒削弱，扩散被加强，电流大。
首先对于N型中性区，当达到稳态之后，正向注入的过剩载流子随时间的变化应为0，即公式2-2-5为0，得到2-3-1。
边界条件：加偏压后的边界少子浓度由热平衡少子浓度和外加电压决定。
二极管饱和电流的几种表达式：
半导体非简并（费米能及位于禁带之中）
因此扩散电容与非平衡载流子寿命和电压变化频率有关。
2-8PN结二极管的频率特性
耗尽区：在空间电荷区中，各自的多数载流子浓度受到抑制或者耗尽。
2-3理想PN结的直流电流－电压特性
雪崩击穿原理：反向偏压时，做漂移运动的载流子在经过空间电荷区时，在电场作用下获得很高的能量，且不断与晶格原子发生碰撞。
2-3理想PN结的直流电流－电压特性2.1热平衡PN结2.1热平衡PN结2.1热平衡PN结2.1热平衡PN结2.2加偏压的PN结2.2加偏压的PN结2-2加偏压的PN结2-2加偏压的PN结2-2加偏压的PN结2-2加偏压的PN结2-2加偏压的PN结2-2加偏压的PN结2-2加偏压的PN结2-2加偏压的PN结2-2加偏压的PN结2-2加偏压的PN结2-2加偏压的PN结2-2加偏压的PN结2-2加偏压的PN结2-3理想PN结的直流电流－电压特性2-3理想PN结的直流电流－电压特性2-3理想PN结的直流电流－电压特性2-3理想PN结的直流电流－电压特性2-3理想PN结的直流电流－电压特性2-3理想PN结的直流电流－电压特性2-3理想PN结的直流电流－电压特性2-3理想PN结的直流电流－电压特性2-3理想PN结的直流电流－电压特性2-3理想PN结的直流电流－电压特性2-3理想PN结的直流电流－电压特性2-3理想PN结的直流电流－电压特性2-4空间电荷区的复合电流和产生电流2-4空间电荷区的复合电流和产生电流2-4空间电荷区的复合电流和产生电流2-4空间电荷区的复合电流和产生电流2-5隧道电流2-5隧道电流2-5隧道电流2-5隧道电流2-5隧道电流2-5隧道电流2-5隧道电流2-5隧道电流2-5隧道电流2-5隧道电流2-5隧道电流2-5隧道电流2-6I-V特性的温度依赖关系2-6I-V特性的温度依赖关系2-6I-V特性的温度依赖关系2-7耗尽层电容2-7耗尽层电容2-7耗尽层电容2-7耗尽层电容2-7耗尽层电容2-8PN结二极管的频率特性2-8PN结二极管的频率特性2-8PN结二极管的频率特性2-8PN结二极管的频率特性2-8PN结二极管的频率特性2-8PN结二极管的频率特性2-8PN结二极管的频率特性2-8PN结二极管的频率特性2-8PN结二极管的频率特性2-8PN结二极管的频率特性2-8PN结二极管的频率特性PN结的电容效应PN结的电容效应PN结的电容效应PN结的电容效应2.9电荷存储和反向瞬变2.9电荷存储和反向瞬变2.9电荷存储和反向瞬变2.9电荷存储和反向瞬变2.9电荷存储和反向瞬变2.9电荷存储和反向瞬变2.9电荷存储和反向瞬变首先对于N型中性区，当达到稳态之后，正向注入的过剩载流子随时间的变化应为0，即公式2-2-5为0，得到2-3-1。
因此，也把空间电荷区称为势垒区。
9电荷存储和反向瞬变
在高频情况下，存储电荷的变化比电压变化要慢的多，因此扩散电容很小。
电势和电场的面积关系：
但当电流增大时，空间电荷区的载流子浓度会与杂质离子浓度可比拟，耗尽近似不再成立。
2-6I-V特性的温度依赖关系
为非平衡载流子的寿命，也就是存储电荷再分布的弛豫时间。
正向偏压：势垒削弱，扩散被加强，电流大。
2-2加偏压的PN结
结边缘少子浓度与热平衡少子浓度成正比，即与杂质浓度成反比。
隧道电流概念：当P侧和N侧均为重掺杂的情况时，有些载流子可能穿透(代替越过)势垒而产生电流，这种电流叫做隧道电流。
当偏离平衡态之后，费米能级出现分裂。
三、理想PN结的直流电流－电压特性
新产生的电子空穴也向相反的方向运动，重新获得能量，通过碰撞产生新的电子-空穴对，即载流子的倍增效应。
假设：以PN结最右侧为电势0点。
少数载流子的注入与运