尼曼-半导体物理与器件第八章市公开课一等奖省赛课获奖ppt课件.pptx

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高等半导体物理与器件第八章 pn结二极管
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pn结电流
产生-复合电流和大注入
pn结小信号模型
本章内容
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（1）pn结内电荷流动定性描述
pn结电流
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pn 结加正偏Va，Va基本上全降落在耗尽区势垒上
因为耗尽区中载流子浓度很小，与中性p区和n区体电阻相比耗尽区电阻很大
势垒高度由平衡时eVbi降到e(Vbi-Va) ；正向偏压Va产生电场与内建电场反向，势垒区中电场强度减弱，对应使空间电荷数量降低，势垒区宽度变窄。
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产生净扩散流；电子：n区→p区，空穴：p区→n区
热平衡，载流子漂移与扩散平衡被打破：势垒高度降低，势垒区电场减弱，漂移减弱，因而漂移小于扩散，产生净扩散流。
空间电荷区两侧产生过剩载流子；
正向注入：经过势垒区进入p区电子和进入n区空穴分别在界面（-xp和xn）处积累，产生过剩载流子。
少子注入：因为注入载流子对它进入区域都是少子。
小注入：注入少子浓度远小于进入区多子浓度。
边界上注入过剩载流子，不停向体内扩散，经过大约几个扩散长度后，又恢复到平衡值。
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（2）理想电流-电压关系
理想pn结I-V特征方程四个基本假设条件：
pn结为突变结，能够采取理想耗尽层近似，耗尽区以外为中性区；
载流子分充满足麦克斯韦-玻尔兹曼近似；
满足小注入条件；
pn结内电流处处相等；结内电子电流和空穴电流分别为连续函数；耗尽区内电子电流和空穴电流为恒定值。
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（3）边界条件
热平衡下p区少子浓度与n区多子浓度联络起来。
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正偏，空间电荷区势垒高度降低，内建电场减弱
势垒降低
空间电荷区缩短
内建电场减弱
扩散电流>漂移电流
空间电荷区边界处少数载流子浓度注入
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偏置状态下p区空间电荷区边界处非平衡少数载流子浓度
注入水平和偏置电压相关
边界条件
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