半导体物理刘恩科考研复习总结

1、半导体中的电子状态

金刚石与共价键（硅铭IV族）:两套面心立方点阵沿对角线平移小套构而成

面心立方+2Si原子

闪锌矿与混合键（碑化钱川-V族）:具有离子性，面心立方+两个不同原子

纤锌矿结构:六方对称结构（AB堆积）

晶体结构:原子周期性排列（点阵+基元）

共有化运动:原子组成晶体后，由于电子壳层的交叠,电子不再完全局限在某一个

原子上，可以由一个原于转移到相邻的原子上去，电子可以在整个

晶体中运动。

能带的形成：组成晶体的大量原子的相同轨道的电子被共有化后，受势场力作用,

把同一个能级分裂为相互之间具有微小差异的极其细致的能级，

这些能级数目巨大，而且堆积在一个一定宽度的能量范围内，可以

认为就是连续的。

能隙（禁带）的起因:晶体中电子波的布喇格反射一周期性势场的作用。

（边界处布拉格反射形成驻波，电子集聚不同区域，造成能量差）

自由电子与自由电子模型近自由电子模型

半导体的第二允8

许能带Br

E-K图：Eg

二至希：

市二»AI.

,能孑kk

自由电子模型:k=陵|=^^V=~~v二—

Am=Im。k=

0

z2

半导体模型:Trk"7：1dE2K

E(k)=Eo+2

方2dka

2〃匕k=07

导带底:E（k）＞E（O）,电子有效质量为正值；

价带顶:E（k）＜E（O）,电子有效质量为负值；

能带越窄,k=O处的曲率越小，二次微商就小，有效质量就越大。

1_1t/E「处

负与有效质量Vg=~h~dk,一沅

dZmn

正负有关。

空穴:共价键上流失一个电子而出现空位置,、认为这个空状态带

正电。年+6』

波矢为k的电子波的布喇格衍射条件：

一维情况（布里渊区边界满足布拉格）：k=±?（〃:。和正整数）初基晶

第一布里渊区内允许的波矢总数=晶体中的

胞数N

一每个初基晶胞恰好给每个能带贡献一个独立的k值；

一直接推广到三维情况考虑到同一能量下电子可以有两个相反的自旋取向，

于就是每个能带中存在2N个独立轨道。

一若每个初基晶胞中含有一个一价原子，那么能带可被电子填满一半；

—若每个原子能贡献两个价电子,那么能带刚好填满;初基晶胞中若含有两个

一价原子，能带也刚好填满。

杂质电离:电子脱离杂质原子的的束缚成为导电电子的过程。脱离束缚所需要的

能力成为杂质电离能。

杂质能级：1）替位式杂质（3、5族元素,5族元素释放电子，正电中心,称施主杂质;3

族元素接收电子，负电中心，受主杂质。）

2）间隙式杂质（杂质原子小）

杂质能带就是虚线，分离的。

浅能级杂质电离能：

施主杂质电离能

MD-2(4ae°G2A2-小。q

/=21^4=0.53%（A）

值一me

受主杂质电离能

2(4n€o€)2h2me

杂质补偿作用:施主与受主r0r杂质之间的相互抵消作

用（大的起作用）

杂质高度补偿:施主电子刚好能填充受主能级，虽然杂质多，但不能向导带与价带

提供电子与空穴。

深能级杂质:非川,V族杂质在禁带中产生的施主能级与受主能级距离导带底与价

带顶都比较远。

1）杂质能级离带边较远，需要的电离能大。

2）多次电离,多重能级，还有可能成为两性杂质。（替位式）

缺陷、错位能级:1）点缺陷:原子获得能量克服周围原子的束缚，挤入晶格原子的间

隙，形成间隙原子。

弗仓克尔缺陷:间隙原子与空位成对出现。

肖特基缺陷:只在晶体内形成空位而无间隙原子。

2）位错

（点缺陷,空穴、间隙原子;线缺陷，位错;而缺陷，层错、晶粒间界）

导体、半导体、绝缘体的能带：

绝缘体:至一个全满，其余全满或空（初基晶胞内的价电子数目为偶数，能带不交

叠）2N、

金属:半空半满

半导体或半金属:一个或两个能带就是几乎空着或几乎充满以外，其余全满

（半金属能带交叠）

绝缘体金属半金属半导体半导体

图1-14能量:、速度和有效

质fit与波矢的关系

Si、Ge与GaAs的能带图及其相关特性比较

共同点⑴都存在一定大小的禁带宽度，并且禁带宽度都具有负的温度系数。

（错的Eg在边界处;碑化钱在中心处,有两个谷能。）

2）布里渊区中心，并且该状态都就

是三度简并的态。

3）在计入电子自旋后，价带顶能带都将一分为二:出现一个二度简并的价

带顶能带与一个能量较低一些的非简并能带分裂带。在价带顶简并

的两个能带，较高能量的称为重空穴带，较低能量的称为轻空穴带

4）在0K时，导带中完全就是空着的（即其中没有电子），同时价带中填满了

价电子就是满带，这时没有载流子。在0K以上时，满带中的一些价电子

可以被热激发（本征激发）到导带，从而产生出载流子;温度越高,被热激

发而成为载流子的数目就越多，因此就呈现出所有半导体的共同性质:

电导率随着温度的升高而很快增大。

不同点:Si与Ge就是完全的共价晶体，而GaAs晶体的价键带有约30%的离子键

性质），因此它们的能带也具有若干重要的差异，这主要就是表现在禁

带宽度与导带结构上的不同

1）不同半导体的键能不同，则禁带宽度不同（GaAs>Si>Ge）造成：

（1）本征载流子浓度ni不同；

（2）载流子在强电场下的电离率不同；

⑶光吸收与光激发的波长不同。

2）因为导带底（能谷）的状况不完全决定于晶体的对称性，则Si、Ge与

GaAs的的导带底状态的性质以及位置等也就有所不同。

3）导带底的三维形状可以采用等能面来反映，因为Si与Ge的多个导带

底都不在k=0处，则它们的等能面都就是椭球面;而GaAs的一个导

带底，正好就是在k=0处，则其等能面就是球面。

4）在强电场下,GaAs与Si、Ge的导带的贡献情况有所不同。而Si、Ge

的导带则不存在这种次能谷，也不可能产生负电阻。

5）在价带顶与导带底的相互关系上,Si、Ge具有间接跃迁的能带结构

（导带底与价带顶不在布里渊区区中的同一点，而GaAs具有直接

跃迁的能带结构（即电子与空穴的波矢基本相同）。

（IH）1«»]

图1-26硅和褚的能带结构

,0j一小—―八一图1-28碑化悔的能背

3、半导体中载流子的统计分布

本征激发:电子从价带跃迁到导带，形成导带电子与价带空穴。

载流子复合:电子从高能级跃迁到低能级，并向晶格释放能量，从而使导带的电子

与价带的空穴减少。

状态密度虱E）:能带中能量E附近单位能量间隔内的量子态数。

k空间中的每个最小允许体积（2成）3元就是即这个体积中只存在一个

允许波矢（电子态）。

k空间的量子态密度（均匀）为:

导带底的状态密度:底（E）=—=）_（尸_p

dE2K2h3（c）

（抛物线）

对于椭球等能面：

n"Idn-$\I""）

（硅S6,错s4）

v（2m；A72

价带顶的状态密度：g“（E）=会—$一（E“-E）i〃

对于椭球等能面:加广加*=[（喇”+（叫）产产

（重轻空穴）

费米能级:当系统处于热平衡状态，也不对外界做功的情况下，系统中增加一个电

子所引起的系统自由能的变化。

费米能级就是T=OK时电子系统中电子占据态与未占据态的分界线,

就是T=OK电子所具有的最高能量。标志了电子填充水平

费米分布函数：1当T=OK时：若E<EF，则f(E)>l/2

f(E)表示能量为E，花'=]E-E,।若E<EF，则/(E)=l若E=EF，则=

的量子态被电子一e“।灯।若E>EF,则/"(Ek。若E>EF，则/(E)<l/2

占据的概率，小于费米能级的量子态被占据概率大。(空穴的概率为14旧)

玻尔兹曼分布：E—Ep^>k()T/(£)=expf......-I

导带中的电子浓度与价带中的空穴浓度

非简并导带电子浓度：叱Noexp(-乂=2(4答广=2⑵叱。,严

(Nc导带有效状态密度)'1'2nhIh

3/2

简并时：叫”NCCCT

(EV-EF\Z产(2――产

非简并价带空穴浓度：％—Mexp(koT)N「2[2n2)h3

简并时：(铲例严+%严

载流子浓度积与费米能级无关，只取决于温度T,

与杂质无关。

本征半导体载流子浓度

电中性T>OK,n=p=,n-p=n：

E「E、.

丁有i4=y/^=qYexq一•N、.ex1)与

2kT关,对于某

种半导体材料,T确定,ni也确定。(随T增大)

2)本征费米能级Ei基本上在禁带中线处。

杂质半导体的载流子浓度

杂质能级最多容纳1个电子（能带中的能级可以两个），故要修正!

与费米分布区别!

1_________

电子占据施主能级的几率%（E）=——

/En-Eu）讨论6（目:1。当与石》/（7•时8E）->0

/A（E）=―--

空穴占据受主能级的几率（E-E\2。当目与》仃时心£）->1

1+-expFk

（基态简并度go=2,g=4）

Ag\\k0TI3。一般情况下

〃广N45时僻加

电离施主浓度-=N/l-4（E）］

（向导带激发电子的浓度）P；=N小〃『

电离受主浓度

NA受主能级上的空穴浓度

（向价带激发空穴的浓度）FA

1+IE-E（未电离的受主浓度）

非补偿情形:n型半导体中的载流+?Aexp「

NA为受主浓度

条件与Ef）

导带电子浓度电离施主浓度价带空穴浓度

K-----------Y-----------）

总的负电荷浓度总的正电荷浓度

只要T确定,Ef也随着

确定,no与po也确定。

不同温区讨论

低温弱电离区:导带中的电子全部由电离施主提供。本征弱忽略。

3=0n«=n#«NAIn.=〃：+"」

在低温极限TT）K时，费米能级位于导带底和______J

能级从中线开始变，随温度先增后减，有极大值。

中等电离区一强电离区（杂质全电离）：%ND=ND

Mexp（-E］黑）=NDEf=Ec+kThi|

载流子浓度饱与！

过渡区（强电离区一本征激发）：〃。=Po+丹"OPO=%

（杂质全电离+部分本征）

二月+kTsmhT/

（2々＞

〃=〃

完全本征激发区：°'E4+与+红而北

22

一小结

N型半导体

鹿+&+红时Ec

ED

严p

*T2

1）掺有某种杂质的半导体的载流子浓度与费米能级由温度与杂质浓度决定;2）

随温度升高，费米能级由杂质能级附近逐渐移近禁带中线；

3）费米能级（电子多少）:强N＞弱N＞本征（中线）＞弱P＞强P、

N型半导体中的电子浓度随温度的变化关系

Wn）斜率：Eg/2k

\In=jMNvexp-缶--------------------------------

AED/2k

《电子浓度逐渐升高。

1/T

补偿情形„,「

多种施主、多种受主并存：P。+＞〃2="。+工PA——电中性条件

讨论：

少量受主杂质情况：ND＞NA

电中性：Po+〃D=〃o+P.4PO+ND+PA=〃O+NA+MD

低温弱电离区：p0S80P4E0.V力一〃力=+Nq

*W“ADUUA

N

强电离区乂全电«o=U70=^-NA/£；_£X离

过渡区（考虑本征激发作用）：〃o+NA=PQ+NDn°Po=n；

Nc—N.1r?ii/2

本征激发区：〃o=/o=-NJ+4〃；

号二E』+U（Nc-Mf+4，/2

简并半导体:强c（（）电离饱与

-Ef=Ec+kaT\n^\NA=0

（重掺杂）

Ef^Ei+kE=E+kT\n

fca（NA力0）

_曼统计不适用

-•U

E「E>

2仃）

〃三£五小

kT/简并时杂质不能充分电离

*由电中性得：

1+2exp2

V7T山1+2呻

解得ND的值，（简并条件ND»NC,或NA»NV>）

4、半导体的导电性

漂移运动:电子在电场力作用下的运动，定向运动的速度为漂移速度。

漂移运动与迁移率

J=aEFl=勾同J=〃痔=的雨=咽.=〃"

J电流密度,U电子迁移率，。电导率（电阻率的倒数）

载流子的电导率与迁移率

在半导体中，两种载流子，电子的迁移率大些。

J=J”+Jp=(四+pq11p)E

。=〃夕〃〃+pq%

格波:晶格中原子强n型，n»p0=叼/”振动都就是由若

干不同的基本波动按照波的

叠加原理合强p型，p>>n。=pq^p成，这些基本波

动就就是格本征。=河(〃”+〃p)波。

弹性散射:散射前后电子能量基本

不变。

非弹性散射:散射前后电子能量有较大的改变。

谷间散射:对于多能谷的半导体，电子可以从一个极值附近散射到另一个极值附

近。

载流子散射：（载流子晶格振动或电离杂质碰撞）

根本原因凋期性势场被破坏（附加电场影响）。

散射机构：

1）电离杂质中心散射:电离，形成库仑力势场，弹性散射。

电离杂质Ni越大，散射概率P越大，温度越高，概率小。PjOCNiT-3^

（T大,平均速度大）

2）晶格振动散射（声子散射）

长声学波:弹性散射，纵波影响大

20C〃/2二0c工-3/2从0c厂32

长光学波:非弹性散射,T大，概

率大

P8[exp(方。。/原丁)-I]”

3）等同的能—o谷间散射

0c

电子与短r。之[exp(力8。/程7)-1]波声子发生作用,

同时吸收或发射一个高能声子,非弹性散射。

4）中性杂质散射

重掺杂，低温起作用

5）缺陷散射（位错，各项异性,内电场造成）

6）合金散射（不同原子排列造成电场干扰）

自由时间:载流子在电场中做漂移运动,只有在连续两次散射之间的时间内才做加

速运动，这段时间为自由时间。

平均自由时间：

N⑺二N°exp(-B)=1

电导率、迁移P率与平均自

由时间：

等能面为椭%球：

n型%-

各向异mn性电

流密度型2半导

（npgrp

体，等能面横

p型2纵

Hip

4）

311r•2「4__2

=〉-q*=-nq^E^-iiciu.E.=ii(iu.,E.a，rpc2.

,n•+—qrqr

=nanEPnc=+2")=—p,=—

qr1i

Nnc—+

m,)

111

几种散射机构同时存在时：1P=—+—+

TTT

电离杂质散射“仔此-十〃

声学波散射48T7〃

迁移率与杂质浓度与温度的关系：

（平均自由时间也一样）光学波散射人8exp-1

k0T

迁移率随杂质浓度与温度变化：N,>\El8cm~3

半导体:电离杂质散射+声学波散射

电离杂质散射〃,=务焉3,/2

1

〃74T3/2+BNj

声学波散射Ns=3.二3,273/2

T

1）低杂质浓度下，随温度上升迁移率不断下降。

2）高杂质浓度下，随温度增加，先上升后下降。（上图所示）

少数载流子迁移率与多数载流子迁移率：

1）杂质浓度低，多子与少子的迁移率趋近相同。

2）杂质浓度增加，电子与空穴的多子与少子迁移率都单调下降。

3）给定杂质浓度，电子与空穴的少子迁移率均大于同杂质浓度的多子迁移率。

4）少子与多子的迁移率，随杂质浓度增大差别越大。

重掺杂时杂质能级扩展为杂质能带，导致禁带变窄，多数载流子运动会被杂质能级

俘获，导致漂移速度降低，迁移率减小。

电阻率与杂质浓度关系：_1

轻掺杂时:电阻率与杂质浓度成简单反比关系,-X入

重掺杂时:杂质不能完全电离，出现简并，迁移率随浓度增加而显著下降。（非

线性）

电阻率随温度变化：

本征半导体:本征载流子浓度随温度急剧增加,电阻率下降。

杂质半导体：（杂质电离+本征电离）

AB:温度低，载流子有杂质电离提供，随温度上升增大，

散射由杂质电离决定，迁移率随温度上升增大，电

阻率减小。

BC:杂质全部电离，部分本征。载流子基本不变，晶格

振动为主，迁移率随温度上升而下降，电阻率增大。

CD:本征激为主，本征载流子增大,电阻率随温度下降。

热载流子:载流子的平均能量明显高于热平衡时的值。

热载流子可以在等价或不等价能谷间转移

强电场效应：

弱电场:电导率为常数，平均漂移速度与场强成正比，迁移率与电场无关。

强电场:偏离欧姆定律，电导率非常数,迁移率随电场变化。

热载流子能量比晶格大，散射时,速度大于热平衡状态的速度，平均

自由时间减少，迁移率下降。

_4%4qln

平均漂移产3\Z2nm„k^T速度

“二运Q标产

与电场强度关

系：

1一低场下右工E线性关系化次届的山7m山叱口

负阻效应:能谷1中的电子可以从电场获

2一中等强度电场vd工E"2取足够的能量而转移到能够2,

亚名纪性关系发生能谷间的散射，电子的准动

3—强场下%饱和量有较大的改变,伴随散射就发

射或吸收一个光学声子,由能谷

1进入能谷2的电子（能谷2曲率小，有效质量大，迁移率小），有效质量

增加，迁移率降低，平均漂移速度减小，电导率下降，产生负阻效应。

设小、”2分别代表能谷1和能谷2中的电子浓度，而”=叫+和，则电导率为

a***<2)=nqr

——71g+〃2〃2-—力―"l+”2

+〃2"i十"2

当电场慨,《&时，吟“，“2刈力病电麻僵£>&时,大部分电子

福雕谷2,20,妙明小咽源移速螃厩松不雕多，力

礴静，因加2<内，蒯聘麟敏不断触场的埴灿麟,用42为力与专

的关系峨。

5、非平衡载流子

非平衡载流子的复合:由于内部作用，使非平衡态恢复到平衡图4-22年,与，的关系

态，过剩载流子逐渐消失。

非平衡载流子的寿命:非城衡载流子的平均生存时间。（倒数为复合概率）

非平衡载流子浓度与时间关系：△〃（：）=（△/>）oer

准费米能级:非平衡时费米能级不重合，非平衡载流子越多，准费米能级偏离EF就

越远,越接近两边。

载流Hjexp

广浓

度为

Mjexp

偏

程

:叨="0P0exp=Mexp

复合理论:1)直接复合:电子

在导带与价带之间直接跃迁，引起电子空穴的直接复

口0

2）间接复合:电子空穴通过禁带的能级（复合中心）进行复合。

复合时释放能量⑴发射光子，发光复合或辐射复合；

2）发射声子，将能量传给晶格振动；

3）俄歇复合，将能量给予其她载流子。

泡利不相容原理:价带中电子不能激发到导带中已被电子占据的状态上去。

直接复合：,

热平衡时G-rn\△力1

净复合率Ud=R-G=r（r）p-n-）「一Ud-r［（"o+Po）+△力］

nj

以瞧出,r越大，复合率越大，寿命越短，寿命不仅与平衡载流子浓度有关，还与

非平衡载流子浓度有关。（取决于多子）

小注入（〃o+Po）>>%>

般大注入（〃o+Po）«"禁

度

-H4-_1_

由宽

（n型）1直

1

越尸〃0小，r=----

1合

接r(〃o+Po)

［人(p型)复1饵大

概率

电子俘获率:把单位体积、单位时间被复合中心俘获的电子数。

间接复合：

半导体杂志越多,晶格缺陷越大，非平衡载流子寿命越短。（促进复合）

复合中心（杂质或缺陷）四个基本过程：

甲：电子俘获率=，消（乂-〃,）

电子俘获系数量纲：［cm3sF$-=泅其中％=熊3）1--苗

乙：电子发射率=s_%

电子激发几率量纲：［S“］

丙：空穴俘获率=，储”，“书必其中M=铸”

T:空穴发射率=6+（乂一”,）

净复合率U=甲一乙=丙一丁=

把n="0+△"，P=Po+△△以及△川=△/)代入

小注入时:励_%(〃o++”)+%(Ao+Pi+Ap)

强N型半导体:少

数载流子空穴俘

获系数决定

高阻区:与多数载流子浓度反比一Pi1

MP。「〜而

强P型半导体沙数载流子决定r=口心――

位于禁带中线附近的深能级才就是N/n最有效复合中心!

当E产与时，U极大

当\Et-Ej\»k7时,Uf0

表面复合:表面处的杂质与缺陷也能在禁带形成复合中心，间接复合。

较高的表面复合速度，会严重影响器件特性。

俄歇复合:载流子从高能级向低能级跃迁，发生复合,吧多余能量传给另一个载流

子,就是这个载流子被激发到更高的能级上去，当它重新跃迁回到低能

级，多余能量常以声子放出。

陷阱效应:杂质能级积累非平衡载流子的作用。（增加少子寿命）

杂质能级与平衡时费米能级重合时，最有利于陷进作用。（接近显著）

扩散定理:非平衡少数载流子空穴的扩散规律。

载流子扩散运动:jn=qDn^lJ_qDp多四1

"*期dx「Pdx

空穴电流:

J.=-qD.+qp/.inE

dAn(x)

电子电流J”=q>---+qn/i,,E

ax

ckTnkT

爱因斯坦关系：D"=”Dp=”

J=Jn+Jp=q〃。若

代入的:

连续性方程:漂移运动与扩散运动同时存在时少数载流子所遵循的运动方程。

N型：ca2c

.,少子p(x,f)里=£>*-〃E型6Ebp

2_"pP：-+--g-p---

生已二力仁与aPdx2"Pdx

dt_pax2

52Ar扩散漂移复合产生

D

ndx2

丹倍电场的来源:电子与空穴扩散不同步，电子比空穴快；

丹倍电场的作用:降低电子扩散,加速空穴扩散，努力使它们同步;

6、pn结

PN结的形成:1）合金法-突变结2）扩散法-缓变结

PN结能带:N区电子费米能级下移,P区空穴费米能级上移，两者重合。

dn'1dE1dEp

-0-=-»------Li+n---------

dxn°kTdx0°kTdx

平衡时:

p-n结接触

电势差：

心（”）=旦+仃11I（%/%）

电势辱⑺=£-江园必/%）

差与两边的

掺杂浓度、温度、材料的禁带宽度（m与宽度反）有关。

P-n结的载流子分布：〃(x)=7exp，:丁=ii„0exp"D

势垒区中载流子浓度可/、八.」（）以忽略，空间电荷密度就等于

电离杂质浓度^）=^oexp[--qVx

p-n结电流电压特性：

正向电压:势垒减小，漂移削弱，扩散增强，继续向内

扩散。（电流分布如右图）

反向电压:势垒增大，漂移增强，扩散减弱，少数载流

子被电场驱回，内部少子就补充，形成

反向电压下的电子扩散电流与空穴扩

散电流。扩散电流小。

P型16/4

p-n结能带图:

p-n结电场电势：

突变结P+N结

耗尽区主要在轻掺杂区的一边乂

C1NAXP=QNDXnX；ND

理想

p-n结

人一LnLp

J-V关

系：

1）单向导电性或整

流特性

2）温度影响大，温度越大,J越大

偏离影响：

1）表面效应;2）势垒区产生电流及复合;3）大注入条件;4）串联电阻效应

8.2.5理想p-n结J-V关系的修正

——

V

p-n结电容：

势垒电容:pn结上外电压的变化，引起电子与空穴在势垒区的存入与取出作用，导

致势垒区的空间电荷数量随外加电压而变化，与电容器充放电相似。

扩散电容:由于扩散区的电荷数量随外加电压的变化而产生的电容效应。

突变结:势垒区空间电荷区宽度与浓度成反比

势垒电容轻掺杂浓度

1）与结的面1积以及轻掺杂一边浓度有关;

2）反向偏压‘4管(力/越大,势垒电容越小

dQ_=4qa

线性缓变结~dV~12(%-/)

等效为平行板电容渚B与外加电压

有关。

扩散电容（正向偏压）

Q=Cdp+

kT随正电压

按指数关系增长，大的正向偏压下，扩散

电容为主。

p-n结的击穿：

1）雪崩击穿:载流子具很大的动能，与势垒区晶格原子碰撞，把

价键上的电子碰撞出来，成为导电电子,同时产

a＞对及图627点I

生空穴。由于倍增效应，使势垒区单位时间产生

大量载流子，迅速增大反向电流，从而发生击

穿。（雪崩击穿除了与势垒中电场强度有关，还

与势垒宽度有关。）（b＞对两图＞27点2

2）齐纳击穿:重掺杂，在强电场作用下,由于隧道效应，就是大量

电子从价带穿过禁带而进入到导带所引起。

3）热电击穿:反向电流耗损，产生大量热能,导致结温上升，由于

对应图小27点3

热不稳定引起击穿。

负阻:随电压的增大电流反而减小的现象。

隧道效应：7////"乙

Cd)对应图6-27,•.X4

＜e＞时应图a27点5

重掺杂，费米能级进入价带与导带。

电流=隧道电流+扩散电流

1）热平衡，隧道不通过载流子

2）加小正V,n区电子穿过隧道到p区,

产生正隧道电流p到n。点1

3）增大正V,势垒下降，更多电子从n

到P,隧道电流不断增大。点2

4）继续增大V,两边能量相同的量子态

减小，能穿过的电子减少，出现负阻，隧道电流减少。3

5）V增加使n导带底与p价带顶一样高，没有量子态，

不能发生隧道穿通,隧道电流为零，有谷值电流。点4

6）继续加大，扩散电压为主。

7）加反向V,p区电子穿到n区，产生反向隧道电流。点5

7、金属与半导体接触

金半接触:金