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第七章 半导体 接触理论-pn结 电子信息教研室 吴丽娟  本章主要内容 §7.1 pn结及其能带图； §7.2 pn结电流、电压特性； §7.3 pn结电容； §7.4 pn结击穿特性； §7.5 金属和半导体接触及其能级图 §7.6 金属和半导体接触电流-电压特性 掌握pn结及其能带图；pn结电流、电压 特性；pn结电容；pn结击穿特性；pn隧 道特性； 阻挡层与反阻挡层的形成，肖 特基势垒的定量特性，欧姆接触的特性。 PN结相关器件认识 二极管 整流桥 主要面向计算机主板、硬盘驱 动器、手机充电器、紧急照明 以及笔记本电脑的背光照明等 应用。 蓝紫光半导体 太阳能电池 LED射灯 LED天花灯 LED花园灯 LED手电筒 LED球泡灯 LED地灯 LED手电筒 LED球泡灯 第七章 PN结 一块P型半导体和一块N型半导体结合在一起，在其 交接面处形成PN结。 PN结是各种半导体器件，如结型晶体管、集成电路 的心脏。 7.1 PN结及其能带图 7.1.1 PN结的形成及其杂质分布 1. Pn结的形成 在一块n型半导体上掺入p型杂质，在交界面上形成 pn结. 高温熔融的铝冷却后，n型硅片 上形成高浓度的p型薄层。 P型杂质浓度N , A n型杂质浓度N , D 特点：交界面浓度发生突变。 在n型单晶硅片上扩散受主杂质，形成pn结。 杂质浓度从p到n 逐渐变化，称为缓变结。 为杂质浓度梯度。 7.1.2 pn结附近电离的受主、施主所带 电荷称为空间电荷 （不可移动）。 所在的区域为空间电荷区 产生漂移电流 7.1.3 电子从费米能级高的n区流 向费米能级低的p区， 空穴从p流到n区。 最后，Pn具有统一费米能级E , F EFn不断下移，EFp不断上 Pn结处于平衡状态。 移,直到EFn=EFp， 能带发生整体相对移动与pn结空 间电荷区中存在内建电场有关。 随内建电场(np)不断增大， V(x)不断降低， 电子电势能-q V(x) 由n到p不断升高 P区能带整体相对n区上移。 n区能带整体相对p区下移。 直到具有统一费米能级 Pn结费米能级处处相等标志pn结达到动态平衡，无扩散、 漂移电流流过。 动态平衡时 本征费米能级E 的变化与-qV(x)一致 i