《微電子概論（第3版）IntroductiontoMicroelectronics郝躍賈新章史江一》SecondEdition目錄1.pn結(jié)二極管結(jié)構(gòu)與特點

2.3.1平衡狀態(tài)下的pn結(jié)2.pn結(jié)平衡狀態(tài)的建立過程5.pn結(jié)耗盡層寬度4.勢壘區(qū)兩側(cè)邊界處載流子濃度的關(guān)系3.耗盡層、空間電荷區(qū)、勢壘區(qū)3.耗盡層、空間電荷區(qū)、勢壘區(qū)

(1)耗盡層與耗盡層近似冶金結(jié)附近局部區(qū)域出現(xiàn)空間電荷。該區(qū)域中載流子分布與p區(qū)內(nèi)部以及n區(qū)內(nèi)部明顯不同。思考題1：采用線性坐標描述的載流子分布將呈現(xiàn)什么形狀？思考題2：冶金結(jié)附近區(qū)域載流子分布有什么特點？耗盡層的含義：冶金結(jié)附近局部區(qū)域，載流子濃度遠小于離化雜質(zhì)濃度，就對空間電荷貢獻而言，可以忽略載流子的作用，稱為載流子“耗盡”。載流子“耗盡”的區(qū)域稱為耗盡層（Depletionlayer）3.耗盡層、空間電荷區(qū)、勢壘區(qū)

(1)耗盡層與耗盡層近似耗盡層近似①

耗盡層有確定的邊界，分別記為-xp和xn（取冶金結(jié)處為坐標原點x=0）②

耗盡層范圍內(nèi)，n=p=0，耗盡層范圍外，載流子維持原來濃度不變。3.耗盡層、空間電荷區(qū)、勢壘區(qū)

(1)耗盡層與耗盡層近似則耗盡層寬度W0=(xn+xp)。(2)空間電荷區(qū)（Spacechargeregion）對突變結(jié)空間電荷密度分布為電中性條件：eNaxp=eNdxn3.耗盡層、空間電荷區(qū)、勢壘區(qū)電中性條件：eNaxp=eNdxn若Nd>>Na,則xn<<xp若突變結(jié)一側(cè)摻雜濃度遠大于另一側(cè)，稱為單邊突變結(jié)

W0=(xn+xp)3.耗盡層、空間電荷區(qū)、勢壘區(qū)(2)空間電荷區(qū)（Spacechargeregion）單邊突變結(jié)的特點結(jié)論：耗盡層寬度主要在輕摻雜一側(cè)。≈xp(3)內(nèi)建電勢Vbi空間電荷區(qū)離化雜質(zhì)電荷形成從n區(qū)指向p區(qū)的自建電場。與自建電場對應(yīng)有n區(qū)高于p區(qū)的電位分布。n區(qū)與p區(qū)的電位差稱為內(nèi)建電勢，記為Vbi（built-inpotential）3.耗盡層、空間電荷區(qū)、勢壘區(qū)(3)內(nèi)建電勢Vbi對突變結(jié)，定量分析可得：典型半導(dǎo)體材料突變pn結(jié)的數(shù)值實例若Na=Nd=1016/cm3,

室溫下（300K）Vbi為：Vbi(Si)=0.7V；Vbi(Ge)=0.32V；

思考題：Si二極管正向?qū)妷阂布s為0.7V，與Si-pn結(jié)的Vbi數(shù)值基本相同，僅僅是巧合嗎？3.耗盡層、空間電荷區(qū)、勢壘區(qū)(4)勢壘區(qū)電勢的存在，對多子向?qū)Ψ揭苿有纬伞皠輭尽?。p區(qū)中導(dǎo)帶電子比n區(qū)中導(dǎo)帶電子勢能量高qVbi，也就是說n區(qū)中導(dǎo)帶電子必須克服這個勢能壘才能達到勢能高的p區(qū)。勢能發(fā)生變化的空間電荷區(qū)又稱為勢壘區(qū)。3.耗盡層、空間電荷區(qū)、勢壘區(qū)基于能帶理論可以繪制平衡pn結(jié)能帶圖。(5)結(jié)論平衡pn結(jié)的冶金結(jié)附近形成了耗盡層，又稱為