微电子器件课件.ppt

微电子器件课件
第一页，课件共18页
平衡 PN 结的能带图
N区
P区
第二页，课件共18页
准费米能级
在非平衡情形，不存在统一的费米能级，但同一种粒子在同一地点的能量分布仍与费米分布函数形式相同，为了能用类似描述平衡状态的公式来描述非平衡状态的载流子浓度分布，引入了 准费米能级 的概念。
设 EFp 与 EFn 分别为空穴与电子的准费米能级，且均可随 x 而变化，则非平衡状态时的空穴和电子浓度仍可表示为
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耗尽区 中两种准费米能级之差为 ，因此有
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当外加正向电压时
耗尽区中,
这个差值就是势垒高度比平衡时降低的数值。
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耗尽区中同样有
这个差值就是势垒高度比平衡时增高的数值。
当外加反向电压时
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小注入条件：注入某区边界附近的非平衡少子浓度远小于该区的平衡多子浓度。即：
大注入效应
PN 结在正向电压下，势垒区的两侧均有非平衡少子注入。以 N 区为例，当有 pn 注入时，由于静电感应作用，在 N 区会出现相同数量的 nn 以使该区仍保持大体上的 电中性。
N 区少子
N 区多子 且
在 N 区中 xn 附近，
或在 P 区中（-xp）附近，
1、小注入条件与大注入条件
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N 区
这时非平衡多子可以忽略，即：
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大注入条件：注入某区边界附近的非平衡少子浓度远大于该区的平衡多子浓度。即：
在 N 区中 xn 附近，
或在 P 区中（- xp）附近，
N 区
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当 N 区发生大注入时，在 xn 处，
由上式可知，pn = nn 或 nn pn = pn2
另一方面，已知在有外加电压时，耗尽区中（包括耗尽区边界处）的载流子浓度乘积为
2、大注入条件下的少子浓度边界条件
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