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文档简介

07_06PN结

PN结的构成PN结的性质——单向导电性电流随电压变化特性反向状态正向状态一部分是N型半导体材料一部分是P型半导体材料1平衡PN结势垒

电子浓度空穴浓度——N型半导体材料，杂质激发的载流子范围电子的浓度远远大于空穴的浓度

费密能级在带隙的上半部，接近导带P型半导体材料——费密能级在带隙的下半部，接近价带N型和P型材料分别形成两个区——N区和P区N区和P区的费密能级不相等，在PN结处产生电荷的积累——

稳定后形成一定的电势差P区相对于N区具有电势差——PN结势垒作用

正负载流子在PN结处聚集，内部形成电场——自建场——势垒阻止N区大浓度的电子向P区扩散平衡PN结——载流子的扩散和漂移运动相对平衡

——电场对于N区的电子和P区的空穴是一个势垒

——势垒阻止P区大浓度的空穴向N区扩散——抵消原来P区和N区电子费密能级的差别P区电子的能量向上移动——半导体中载流子浓度远低于金属且有——PN结处形成电荷空间分布区域约微米数量级——扩散和漂移形成平衡电荷分布，满足玻耳兹曼统计——N区和P区空穴浓度之比热平衡下N区和P区电子浓度——P区和N区电子浓度之比2PN结的正向注入

当PN结加有正向偏压——P区为正电压

——外电场与自建场方向相反__减弱PN结区的内电场原有的载流子平衡受到破坏N区电子扩散到P区P区空穴

扩散到N区——非平衡载流子——PN结的正向注入——电子扩散电流密度正向注入——P区边界电子的浓度变为——外加电场使边界处电子的浓度提高倍和比较得到边界处非平衡载流子浓度——正向注入的电子在P区边界积累，同时向P区扩散——非平衡载流子边扩散、边复合形成电子电流边界处非平衡载流子浓度——正向注入电子在P区边界积累，同时向P区扩散非平衡载流子边扩散、边复合形成电子电流非平衡载流子密度方程边界处电子扩散流密度——电子的扩散系数和扩散长度注入到P区的电子电流密度——在N区边界空穴积累，同时向N区扩散也是非平衡载流子边扩散、边复合形成空穴电流注入到N区的空穴电流密度PN结总的电流密度——肖克莱方程(W.Shockley)结果讨论2)

PN结的电流和N区少子、P区少子成正比1)

当正向电压V增加时，电流增加很快如果N区掺杂浓度远大于P区掺杂浓度——PN结电流中将以电子电流为主3PN结的反向抽取

PN结加有反向偏压——P区为负电压——只有N区的空穴和P区的电子

在结区电场的作用下才能漂移过PN结

——外电场与自建场方向相同___势垒增高载流子的漂移运动超过扩散运动N区的空穴一到达边界即被拉到P区P区的电子一到达边界即被拉到N区——PN结方向抽取作用PN加有反向电压势垒变为——P区边界电子的浓度——反向抽取使边界少子的浓度减小反向电流一般情况下——反向饱和电流扩散速度——P,N区少数载流子的产生率P区少数载流子——电子的产生率N区少数载流子——空穴的产生率反向饱和电流——扩散长度一层内总的少数载流子产生

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