2022-2023學(xué)年高二物理競賽課件：非平衡p-n結(jié)的能帶圖_第1頁
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非平衡p-n結(jié)的能帶圖2024/5/172非平衡p-n結(jié)的能帶圖正向偏壓V(p正，n負(fù)，V>0)外加電場p→n內(nèi)建場n→p→外加電場降低了內(nèi)建場的強度，勢壘降低→n區(qū)的EF高于p區(qū)的EF有電子從n區(qū)流進p區(qū)——電注入2024/5/173非平衡p-n結(jié)的能帶圖正偏下能帶圖勢壘區(qū)擴散區(qū)擴散區(qū)Ln-xp

0xnLp中性區(qū)中性區(qū)2024/5/174非平衡p-n結(jié)的能帶圖電流分布情況電子漂移空穴擴散空穴漂移電子擴散2024/5/175非平衡p-n結(jié)的能帶圖反向偏壓V(p負(fù)，n正，V<0)外加電場n→p內(nèi)建場n→p→外加電場加強了內(nèi)建場的強度，勢壘升高→n區(qū)的EF低于p區(qū)的EFp區(qū)電子被不斷的抽走——少子的抽取2024/5/176非平衡p-n結(jié)的能帶圖載流子分布考慮三種情況下的能帶圖載流子濃度的變化實際上是EF與導(dǎo)帶底/價帶頂?shù)木嚯x的變化2024/5/177非平衡p-n結(jié)的能帶圖正偏下的非平衡少數(shù)載流子——注入到n區(qū)的非平衡空穴濃度——注入到p區(qū)的非平衡電子濃度2024/5/178非平衡p-n結(jié)的能帶圖反偏下的非平衡少數(shù)載流子（形式與正偏相同）=0——相當(dāng)于此處的空穴全被抽走與反向偏壓無關(guān)2024/5/179理想p-n結(jié)的電流電壓關(guān)系理想p-n模型小注入條件突變耗盡層條件——外加電壓和接觸電勢差都降落在耗盡層上，耗盡層中的電荷是由電離施主和電離受主的電荷組成，耗盡層外的半導(dǎo)體是電中性的。因此，注入的少數(shù)載流子在p區(qū)和n區(qū)是純擴散運動通過耗盡層的電子和空穴為常量，不考慮耗盡層中的產(chǎn)生和復(fù)合作用玻耳茲曼邊界條件——在耗盡層兩端，載流子的分布滿足玻耳茲曼統(tǒng)計分布2024/5/1710理想p-n結(jié)的電流電壓關(guān)系計算電流密度方法計算勢壘區(qū)邊界處注入的非平衡少子濃度，以此為邊界條件，計算擴散區(qū)中非平衡少子的分布將非平衡載流子的濃度代入擴散方程，算出擴散密度，再算出少數(shù)載流子的電流密度將兩種載流子的擴散密度相加，得到理想p-n結(jié)模型的電流電壓方程式2024/5/1711理想p-n結(jié)的電流電壓關(guān)系以正偏為例2024/5/1712理想p-n結(jié)的電流電壓關(guān)系代入令理想pn結(jié)模型的電流電壓方程式（肖克來方程式）——對反偏同樣適用2024/5/1713理想p-n結(jié)的電流電壓關(guān)

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