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发生P-N结击穿的机理主要有以下几种 雪崩击穿 隧道击穿 热电击穿(热击穿) 2.7 金属—半导体接触 当整个势垒主要位于半导体表面的区域中而在金属的区域极薄，这种势垒称为金属与半导体接触的表面势垒(肖特基势垒)。 * 半导体器件物理 考试复习 广东工业大学 半导体器件物理 考试题型 填空题　36分（19×2分） 名词解释 15分（3×5分） 问答题 20分（4×5分） 计算题 29分（9分+2×10分） 在半导体物质中，若载流子的浓度有一个空间上的变化，则这些载流子倾向于从高浓度的区域移往低浓度的区域，这个电流成分即为扩散电流。 扩散电流（diffusion current） 概念: 其中Dn称为扩散系数，dn/dx为电子浓度梯度。 对空穴存在同样关系 计算公式： 电子扩散电流密度 例4：假设T=300K，一个n型半导体中，电子浓度在0.1cm的距离中从1×1018cm-3至7×1017cm-3作线性变化，计算扩散电流密度。假设电子扩散系数Dn=22.5cm2/s。 解： 根据相关公式，得到扩散电流密度为 　　在电场强度不大时，电子漂移速度正比于所施加的电场，而比例因子则视平均自由时间与有效质量而定，此比例因子即为迁移率。 因此 同理，对空穴有 解：根据题意，空穴的漂移速率为 例5：室温下少数载流子(空穴)于某一点注入一个均匀的n型半导体中，施加一个50V/cm的电场于其样品上，且电场在100us内将这些少数载流子移动了1cm。求少数载流子的迁移率。 则空穴的迁移率为 合金结的杂质分布如左图所示，N型区中施主杂质浓度为ND，而且是均匀分布的，P型区中受主杂质浓度为NA，也是均匀分布的。在交界面处，杂质浓度从NA（P型区中）突变为ND（N型区中），故称之为突变结。 　　由扩散法形成的PN结，杂质浓度从P区到N区是逐渐变化的，通常称之为缓变结，如右图所示。 2.1.1 PN结的制造工艺和杂质分布 2.1.2 平衡PN结的空间电荷区和能带图 空间电荷/空间电荷区 对于P区空穴离开后，留下了不可移动的带负电荷的电离受主，这些电离受主没有正电荷与之保持电中性，因此，在P-N结附近P区一侧出现了一个负电荷区； 同理，在P-N结附近N区一侧出现了由电离施主构成的一个正电荷区，通常把在P-N结附近的这些电离施主和电离受主所带电荷称为空间电荷，它们所存在的区域称为空间电荷区 。 1.平衡PN结空间电荷区的形成 内建电场 空间电荷区中的这些电荷产生了从N区指向P区，即从正电荷指向负电荷的电场，称之为内建电场（自建电场）。 随着扩散运动的进行，空间电荷逐渐增多，空间电荷区逐渐扩展；同时，内建电场逐渐增强，载流子的漂移运动逐渐加强，在没有外加电压的情况下，载流子的扩散和漂移最终达到动态平衡，即从N区向P区扩散过去多少电子，同时就有同样多的电子在内建电场作用下返回N区。因而电子的扩散电流和漂移电流的大小相等，方向相反，从而相互抵消。对于空穴，情况完全相似。因此没有净电流流过P-N结，即净电流为零。 这时空间电荷的数量一定，空间电荷区不再继续扩展，保持一定的宽度，同时存在一定的内建电场。一般在这种情况下的P-N结称为热平衡状态下的P-N结（简称平衡P-N结）。 势垒区和接触电势差 从图中可以看出，在PN结的空间电荷区中能带发生弯曲，电子从势能低的N区向势能高的P区运动时，必须克服这一势能“高坡”，才能达到P区；同理，空穴也必须克服这一势能“高坡”，才能从P区到达N区。这一势能“高坡”通常称为PN结的势垒，故空间电荷区也叫势垒区。从图中还可以看出P区导带和价带的能量比N区的高qVD。VD称为PN结的接触电势差。 得到 2. 平衡PN结接触电势差VD--内建电势(built-in protential) 在热平衡时，p 型和 n 型中性区的总静电势差即为内建电势ＵD 同理，可得n型中性区相对于费米能级的静电势为 2-4． 硅突变结二极管的掺杂浓度为： ， ，在室温下计算：（a）自建电势（b）零偏压下的最大内建电场。 解：（a）自建电势为 (b) 零偏压下最大内建电场为 N区有均匀施主杂质，浓度为ND， P区有均匀受主杂质，浓度为NA。 势垒区的正负空间电荷区的 宽度分别为XN 和 XP 2.3.1. 突变结空间电荷区的电场和宽度 1. 突变结空间电荷区的电场 NAXP=NDXN （2-48） （2-49） 2、 PN结电荷储存效应 正向导通时少数载流子积累的现象称为电荷储存效应。二极管的反向恢复过程就是由于电荷储存所引起的。 反向恢复时间正是这部分储存电荷