【文章內容簡介】 ) ( 1 )()( ) ( 1 )eVkTn X n neVkTp X p peDd p xJ x e D p ed x LeDd n xJ x e D n ed x L?????? ? ???? ? ? ??? ? ? ? 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 43 ③ J~V特性 : 00( ) ( ) ( 1 ) eVkTn p SS n pJ J x J x J ee D e DJ p nLL??????? ? ? ? ??? 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 44 pn junction diode 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 45 ④ 對 J?V特性的說明 : ? 單向導電性 : 反向飽和電流 Js ? 溫度的影響 : T↑, Js 很快增加 ? 單邊突變結 : Js的表達式中只有一項起主要作用 ?只需考慮一邊的少子擴散 ? 正向導通電壓 : Eg越大的材料 ,具有更大的正向導通電壓 . 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 46 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 47 ★ pn結擊穿 ? 現(xiàn)象 : 對 pn結施加反向偏壓時 , 當反向偏壓增大到某一數(shù)值時 , 反向電流密度突然開始迅速增大 . 發(fā)生擊穿時的反向偏壓 pn結的擊穿電壓 . ? pn結擊穿的基本原因 : 載流子數(shù)目的突然增加 . 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 48 ? 擊穿機理 : ?雪崩擊穿 — 強電場下的碰撞電離 , 使載流子倍增 ?隧道擊穿 — 大反向偏壓下 , 隧道貫穿使反向電流急劇增加 ?熱擊穿 — 不斷上升的結溫 , 使反向飽和電流持續(xù)地迅速增大 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 49 167。 3 pn結電容 (1) 電容效應 (2) 突變結的空間電荷區(qū) (3) 突變結勢壘電容 (4) 擴散電容 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 50 PN結電容 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 51 ★ 電容效應 ? pn結有存儲和釋放電荷的能力 。 ① 勢壘電容 CT — 當 pn結上外加電壓變化 ， 勢壘區(qū)的空間電荷相應變化所對應的電容效應 . ?當 pn結上外加的正向電壓增加，勢壘高度降低 ?空間電荷減少 ?當 pn結上外加的反向電壓增加，勢壘高度增加 ?空間電荷增加 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 52 圖 619(c) 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 53 ② 擴散電容 CD — 當 pn結上外加電壓變化，擴散區(qū)的非平衡載流子的積累相應變化所對應的電容效應 . ?當正向偏臵電壓增加，擴散區(qū)內的非平衡載流子積累很快增加 ?在反向偏臵下，非平衡載流子數(shù)變化不大 ,擴散電容 可忽略 ? pn結的勢壘電容和擴散電容都隨外加電壓而變化 CT 和 CD都是微分電容 : C=dQ/dV 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 54 擴散電容 CD 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 55 ★ 突變結的空間電荷區(qū) ① 耗盡近似下的 空間電荷 : 突變結 +雜質完全電離 +耗盡近似 的條件下，勢壘區(qū)中電離雜質組成空間電荷 ? 勢壘寬度 : d= Xp +Xn ? 勢壘區(qū)中正負電荷總量相等： |Q|=eNAXp =eNDXn 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 56 勢壘區(qū) 能帶 空間電荷分布 矩形近似 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 57 ② 電場 : ?泊松方程： ? E= ( dV/dx ) +C ?在 x=0處 , 內建電場數(shù)值達到極大 ③電勢 : 拋物線分布 0 0 0ADM p nQe N e NE X X? ? ? ? ? ?? ? ?220()d V xdx????? 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 58 空間電荷 電場 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 59 電勢 能帶 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 60 Step Junction 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 61 ④ 空間電荷區(qū)寬度 : ?平衡 pn結 ?當加外電壓 V 1202 ()DADDANNdVe N N???? ?? ????1202 ( ) ( )DADDANNd V Ve N N???? ??????? 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 62 ⑤ 單邊突變結 : ?勢壘區(qū)主要在輕摻雜一邊 ? 對 p+n結 , NB代表 ND ? 對 pn+結 , NB代表 NA 1202 ()DBVVdeN???? ?? ???? 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 63 P+n結 中國科學技術大學物理系微電子專業(yè) Semiconductor Physics 2022/8/14 64 ★ 突變結的 勢壘電容 ? 反向偏壓下的 突變結 勢壘電容 (單位面積 ): 1202 ( ) ( )DATD A De N NC dQA d V N N V V?????? ??????0TCAd??? 1 /