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理想二极管方程(1)新的坐标:边界条件:-xpxn0xX’第93页，共134页，星期日，2025年，2月5日空穴电流一般解第94页，共134页，星期日，2025年，2月5日电子电流P型侧第95页，共134页，星期日，2025年，2月5日PN结电流第96页，共134页，星期日，2025年，2月5日第97页，共134页，星期日，2025年，2月5日PN结电流与温度的关系第98页，共134页，星期日，2025年，2月5日复合寿命假定光照产生和，如果光突然关闭，和将随时间逐渐衰减直至0，衰减的时间常数称为寿命第61页，共134页，星期日，2025年，2月5日复合第62页，共134页，星期日，2025年，2月5日半导体器件半导体物理基础PN结BJTMOSFETJFET/MESFET简介第63页，共134页，星期日，2025年，2月5日PN结杂质分布PN结是同一块半导体晶体内P型区和N型区之间的边界PN结是各种半导体器件的基础，了解它的工作原理有助于更好地理解器件典型制造过程第64页，共134页，星期日，2025年，2月5日PN结杂质分布下面两种分布在实际器件中最常见也最容易进行物理分析突变结:线性缓变结:浅结、重掺杂（1um）深结（3um）或外延的PN结第65页，共134页，星期日，2025年，2月5日PN结中的能带PN第66页，共134页，星期日，2025年，2月5日内建电势第67页，共134页，星期日，2025年，2月5日内建电势PN结的内建电势决定于掺杂浓度ND、NA、材料禁带宽度以及工作温度第68页，共134页，星期日，2025年，2月5日能带内建电势电场第69页，共134页，星期日，2025年，2月5日Poisson方程电荷和电势分布满足Poisson方程在中性区:第70页，共134页，星期日，2025年，2月5日耗尽近似第71页，共134页，星期日，2025年，2月5日耗尽层模型在耗尽区P型一侧,N型一侧,第72页，共134页，星期日，2025年，2月5日突变结耗尽区的电场与电势分布耗尽近似Possion方程：第73页，共134页，星期日，2025年，2月5日电场分布积分一次：?(x)-xpxn第74页，共134页，星期日，2025年，2月5日电势分布由微分方程：边界条件：设在-xp处V=0xn处V=Vbi再积分一次：第75页，共134页，星期日，2025年，2月5日电势分布N型侧，X=0处，有第76页，共134页，星期日，2025年，2月5日耗尽层宽度电场随x线性变化，在x=0时达最大值：第77页，共134页，星期日，2025年，2月5日耗尽层宽度第78页，共134页，星期日，2025年，2月5日VA?0条件下的突变结外加电压全部降落在耗尽区，VA大于0时，使耗尽区势垒下降，反之上升。即耗尽区两侧电压为Vbi-VA上面的公式中，将Vbi换成Vbi-VA第79页，共134页，星期日，2025年，2月5日反偏PN结反偏电压能改变耗尽区宽度吗？第80页，共134页，星期日，2025年，2月5日线性缓变结第81页，共134页，星期日，2025年，2月5日线性缓变结-1令V(-W/2)=0,进一步解出最大电场空间电荷区宽度第82页，共134页，星期日，2025年，2月5日理想二极管方程PN结反偏时第83页，共134页，星期日，2025年，2月5日理想二极管方程PN结正偏时第84页，共134页，星期日，2025年，2月5日准费米能级第85页，共134页，星期日，2025年，2月5日定量方程基本假设P型区及N型区掺杂均匀分布，是突变结。电中性区宽度远大于少于扩散长度。冶金结为面积足够大的平面，不考虑边缘效应，载流子在PN结中一维流动。空间电荷区宽度远小于少子扩散长度,不考虑空间电荷区的产生—复合作用。P型区和N型区的电阻率都足够低，外加电压全部降落在过渡区上。第86页，共134页，星期日，2025年，2月5日准中性区的载流子运动情况稳态时,假设GL=0边界条件:欧姆接触边界耗尽层边界第87页，共134页，星期日，2025年，2月5日边界条件欧姆接触边界耗尽层边界(pn结定律)