导图社区 PN结知识总结
根据刘恩科半导体物理书本第六章整理,下列思维导图详细介绍PN结知识点。
刘恩科半导体物理第五章,非平衡载流子知识总结。
刘恩科半导体物理第四章,半导体的导电性知识总结。
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第六章 PN结 (修正版)
名词解释题
接触电势差/内建电势差
平衡pn结空间电荷区两端间的电势差
势垒电容
PN结耗尽层内空间电荷随偏压变化所引起的电容
扩散电容
正偏的PN结注入并存留在扩散区的少数载流子电荷随偏压变化所引起的电容
pn结击穿
对pn结施加的反向偏压增大到某一数值VBR时,反向电流密度突然开始迅速增大的现象。
雪崩击穿
由于载流子的倍增效应,使势垒区单位时间内产生大量载流子,迅速增大了
隧道击穿
在强电场作用下,由于隧道效应,使大量电子从价带穿过禁带而进入到导带所引起的一种击穿现象。
简答题
制备pn结的工艺方法
合金法、扩散法、生长法、离子注入法
什么是空间电荷区,如何形成?
定义
把PN结附近的这些电离施主和电离受主所带的电荷称为空间电荷,它们所在的区域称为空间电荷区
如何形成
P型和N型半导体结合形成pn结时,由于在界面处存在载流子浓度梯度,N区中的电子要向P区扩散,P区中的空穴要向N区扩散。对于P区,空穴离开后,留下了不可动的带负电荷的电离受主,这些电离受主在PN结的P区侧形成了一个负电荷区;同样,在N区由于失去电子而出现了由不可动的电离施主构成的正电荷区。通常,把PN结附近的这些电离施主和电离受主所带的电荷称为空间电荷,它们所在的区域称为空间电荷区(也叫空间电荷层)(耗尽层)
解释空间电荷区是耗尽区的原因。
pn结的主要击穿机制,以及各自的原理。
雪崩击穿、隧道击穿和热电击穿
理想半导体应当满足什么条件,并写出PN结的电流电压方程。
小注入条件:注入的少子浓度远小于平衡多子浓度
突变耗尽层条件:外加电压和接触电势差都降落在势垒区,耗尽层外是电中性的,注入少子在p区和n区是纯扩散运动
通过耗尽层的电子、空穴电流为常量,不考虑耗尽层中载流子的产生及复合
玻尔兹曼边界条件:耗尽两端的载流子分布满足玻尔兹曼分布
什么是肖克莱方程式,用肖克莱方程式解释为什么pn结具有单向导电性。
实际情况下,反向电流与理想硅pn结J-V特性偏离的原因。
表面效应
势垒区中的产生及复合
大注入条件
串联电阻效应
推导题/证明题
反向饱和电流公式
证明平衡pn结,无净电流流过。
推导6-10接触电势差公式
画图题
正偏、反偏情况下PN结能带图
画出理想pn结的J-V曲线
重要公式&数据