刘恩科半导体物理第六章-PN结

PN结的形成，电学特性，隧道效应，电容

PN结

• PN结类型
  • 突变结：合金法
  • 缓变结：扩散法
• 空间电荷区
• 能带图
  • 扩散区
  • 势垒区
• 接触电势差
• 载流子分布
• 电学特性
  • 正向电压下导通：扩散流大于漂移流
  • 反向电压下截止：漂移流大于扩散流
  • 单向导电性
    • 正向电压：电流密度随正向偏压指数增大
    • 反向电压：反向电流密度为常数
    • 整流效应
    • 温度上升，正向电流密度增加
• PN结电流电压偏差分析
  • 表面效应
  • 势垒区复合电流
  • 大注入
  • 串联电阻效应
• PN结电容
  • 势垒电容
  • 扩散电容
• PN结击穿：反向偏压作用下载流子数目的急剧增加
  • 雪崩击穿：反向电压很大时，势垒区电子和空穴动能很大，把价键电子碰撞出来成为导电电子，形成雪崩效应；需要足够宽的势垒区允许电子加速到足够动能。
  • 隧道击穿
  • 热电击穿：反向饱和电流密度随温度上升指数上升，引起热损耗，温度进一步上升
  • 重掺杂时隧道击穿为主，轻掺杂时雪崩击穿为主
• PN结隧道效应
  • 重掺杂PN结电流电压特性
  • 正向电压负阻特性: 隧道结效应