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【精品】1 、解释如下概念: PN 结、空间电荷区、
内建电场、内建电势 ...80
1 1 、解释如下概念:
PN 结、空间电荷区、内建电场、内建电势差、突变结、线性缓
变结。
答:
PN 结 :
在一块半导体上形成的 p p 型区和 n n 型区交界处。
空间电荷区 :
离化的施主和受主带有固定的电荷,占据一定的区域。
内建电场 :
空间电荷产生的电场。
内建电势差 :
平衡 p p- -n n 结的空间电荷区两端间的电势差 V V D D ,称
为 p p- -n n 结的接触电势差或内建电势差。
突变结 :
P P 型区中受主杂质浓度为 N N A A ,均匀分布; N N 型区中
施主杂质浓度为 N ND D ,均匀分布;在交界面处,杂质浓度由 N N
A A (P 型) ) 突变为 N N D D (N 型) ) ;具有这种杂质分布的 pn
结称为突变结。
线性缓变结:
1 / 10
扩散结中杂质的分布中,浓度梯度比较大的一类可以用前述的突
变结来描述;浓度梯度比较小的称为线性缓变结。
2 、推导 PN 结内建电势差 V D 的公式。
000 0( )( ) exp( )( )( ) exp( )exp( )( ) ( )( )( ) ( )exp( )F
CC F CpCC CppE E xn x N E EqV xn x N kTkT kTE x E qV xqV xn x
热平衡下载流子浓度 0 0
0 0 0( )( ) exp( ) exp( )Tn Dn Tn p n pqV x qVn n x n
设 型一侧掺杂为 , 型一侧为 ,设全部电离:
,3 、证明热平衡下的 PN 结,在波尔兹曼近似下,其空间电荷
区及电中性区中满足 np=n i 2 . 证明:
20 0 0 00 00 00 0)) (exp( )) (exp() ( ) ()) (exp( ) ()) (exp( )
、 、 若 N N D D =5x10 15 cm - -3 3 ,
N N A A =10 17 cm - -3 3 ,求室温下 Ge 突变 pn 结的 V V D D 。
解:
室温下,假设杂质全部电离,有:
V V D D = = kT/qln(N N D D N N A A /n i i 2 2 ) ) 室
温下, Ge 的本征载流子浓度为:
n n i i = = 2.4x10 13 cm - -3 3 V V D D = =
0.026ln( 5x10 15 x10 17 /n i i 2 2 ) = 0.36V 5 5 、叙述 PN
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具有整流特性的内在物理机理。
正向偏压下 ,正向电流密度随正向偏压呈指数关系, 迅速增大。
室 温 下 kT/q=0.026V , 只 要 外 加 电 压 大 于
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