PN结的形成及特性ppt课件.pptx

1231.1、PN结的形成P-typeN-typeSi晶体1.1、PN结的形成P、N两侧载流子存在浓度差浓度差 多子的扩散带电的空穴：P N带电的电子：N P空穴与电子复合，电离受主与施主不可动 形成空间电荷区 内建电场阻止多子的扩散促进少子的漂移多子扩散少子漂移 动态平衡 形成PN结1.1、PN结的形成1.1、PN结的形成达到热平衡状态时，多子扩散流=少子漂移流平衡PN结的特点： 势垒区内多子的扩散和少子漂移互相平衡； 整个PN结具有统一的费米能级； 能带弯曲 势垒高度。1.2、PN结能带图PNECECEVEVEiEiEAEDEFpEFn接触前P、N型半导体的能带ECEFEVqVDqVD平衡状态下PN结能带图统一的费米能级能带弯曲，形成势能“高坡”2、PN结电学性能耗尽区内电场UUBURE正正向向电电流流IF1、多子扩散运动少子漂移运动2、多子形成的扩散电流 起支配作用3、少子形成的漂移电流 方向相反，很小，可忽略4、PN结处于导通状态， 表现为很小的电阻正向电压2、PN结电学性能1、多子扩散运动被抑制2、少子漂移电流多子扩散电流 扩散电流可忽略3、PN结处于截止状态， 表现出很大的电阻（高达几百千欧）耗尽区内电场UUBURE外电场外电场反反向向电电流流IF反向电压4、本征激发的少子浓度一定， 形成的漂移电流恒定2、PN结电学性能综上：1、加正向电压时，正向扩散电流较大，呈低电阻，PN结处导通状态；2、加反向电压时，正向扩散电流被抑制，呈高电阻，PN结处截止状态；正向电压反向电压单向导电性2、PN结电学性能0偏反偏正偏从“势垒“的角度解释：1、加反向电压时，PN结处截止状态，呈高电阻；2、加正向电压时，PN结处导通状态，呈低电阻；E0cWsEFsEcWmEFmEvE0cWsEFsEcEnWmEFmEvE0cqVDEFsEcEnWmEFmEvqfnsE统一的费米能级3、金属-半导体接触与N型半导体接触，WmWs 时，肖特基接触与N型半导体接触，WmWs 时，欧姆接触耗尽层积累层E0cWsEFsEcEnWmEFmEvE0cqVDEFsEcEnWmEFmEvc-WmWs-WmE统一的费米能级3、金属-半导体接触与P型半导体接触，WmWs 时，欧姆接触接触后：xdEcEFEvEWmWsEFsEFmEvEcE0c积累层统一的费米能级3、金属-半导体接触与P型半导体接触，WmWs阻挡层（高阻区）反阻挡层（高电导区）WmWs反阻挡层（高电导区）阻挡层（高阻区）能带向上弯曲能带向上弯曲能带向下弯曲能带向下弯曲肖特基接触欧姆接触高阻性，与PN结相似，单向导电性，常用于高频电路；高电导性，不产生明显附加阻抗，半导体器件中利用电极进行电流的输入和输出要求金属和半导体接触形成良好的欧姆接触；