半導體特性PN結小結課件

1、 微電子技術專業(yè)半導體器件第1章 半導體特性第2章 P-N結講授教師：馬 穎第 1 章半導體特性 1 半導體的晶格結構、各向異性掌握幾種典型材料的計算2 半導體的導電性 熟悉影響半導體導電性能的因素3 半導體中的電子狀態(tài)和能帶了解相關概念，及Eg的指導工藝4 半導體中的雜質與缺陷了解兩者的分類及特點掌握施、受主雜質及其能級的概念 本章重點5 載流子的運動熟悉載流子濃度公式與EF位置的關系漂移運動與擴散運動的特點掌握雜質半導體的載流子濃度計算、材料電阻率電導率的計算6 非平衡載流子了解非平衡載流子的產(chǎn)生和復合概念壽命及其測量方法幾種復合理論的概念及特點一、半導體的晶格結構、各向異性晶體有哪5種常

2、見的晶體結構，都有哪些典型的元素。 簡單立方結構 釙(Po) 體心立方結構鈉（Na）鉬（Mo）鎢（W） 面心立方結構鋁（Al）銅（Cu）金（Au）銀（Ag） 金剛石結構碳（C）硅（Si） 鍺（Ge） 閃鋅礦結構 砷化鎵(GaAs)磷化鎵(GaP) 硫化鋅(ZnS) 硫化鎘(CdS) 一、半導體的晶格結構、各向異性金剛石結構和閃鋅礦結構有什么區(qū)別（在結構、元素、化學鍵各方面描述）。由兩個面心立方結構沿空間對角線錯開四分之一的空間對角線長度相互嵌套而成。 結構正四面體結構共價鍵概念金剛石結構閃鋅礦結構族元素如Al、Ga、In和族元素如 P、As、Sb合成的-族化合物都是半導體材料，為極性半導體。族

3、元素中的硅(Si)、鍺(Ge) 課構成純凈的半導體材料，為單元素半導體。元素化學鍵金剛石結構閃鋅礦結構混合鍵：共價鍵+離子鍵 一、半導體的晶格結構、各向異性掌握幾種晶格結構單胞的空間比率計算。每個單胞中的原子數(shù)n每個原子的半徑r每個原子的體積V原子=4r3/3最大空間比率=n V原子/ V單胞掌握硅、鍺兩種材料的原子數(shù)密度和質量密度的計算。一、半導體的晶格結構、各向異性什么是晶體的各向異性？表現(xiàn)在哪些方面？用什么來表示，這2者有何關系？ 沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不盡相同，由此導致晶體在不同方向的物理特性也不同 。 晶體的各向異性具體表現(xiàn)在晶體不同方向上的彈性膜量、硬度、熱膨

4、脹系數(shù)、導熱性、電阻率、電位移矢量、電極化強度、磁化率和折射率等都是不同的。 一族平行晶面用晶面指數(shù)（密勒指數(shù)）， “（hkl）”來表示一族平行線所指的方向用晶列（晶向）指數(shù)， “hkl”來表示 相同指數(shù)的晶面和晶列互相垂直，如100定義為垂直于（100）平面的方向。一、半導體的晶格結構、各向異性密勒指數(shù)是這樣得到的：（1）確定某平面在直角坐標系三個軸上的截點，并以晶格常數(shù)為單位測得相應的截距；（2）取截距的倒數(shù)，然后約簡為三個沒有公約數(shù)的整數(shù)，即將其化簡成最簡單的整數(shù)比；（3）將此結果以“（hkl）”表示，即為此平面的密勒指數(shù)。晶向指數(shù)是這樣得到的：（1）晶列指數(shù)是按晶列矢量在坐標軸上的投影

5、的比例取互質數(shù)（2）將此結果以“hkl”表示二、半導體的導電性影響半導體材料導電性能的因素有哪些？半導體的電性能有哪些？溫度、光照、雜質，還有電場、磁場及其他外界因素（如外應力）的作用也會影響半導體材料的導電能力。熱敏特性、光敏特性、摻雜特性 現(xiàn)今硅已取而代鍺成為半導體制造的主要材料。主要原因，是因為硅器件工藝的突破，硅平面工藝中，二氧化硅的運用在其中起著決定性的作用，經(jīng)濟上的考慮也是原因之一，在二氧化硅及硅酸鹽中硅的含量占地球的25%，僅次于氧。三、半導體中的電子狀態(tài)和能帶 電子公有化的概念及特點 由于晶體中原子的周期性排列而使電子不再為單個原子所有的現(xiàn)象，稱為電子共有化。 內層電子的軌道交

6、疊較少，共有化程度弱些，外層電子軌道交疊較多，共有化程度強些。能級的概念 原子系統(tǒng)的能量呈現(xiàn)不連續(xù)狀態(tài)，即量子化的，也就是電子的能量只能取一系列不連續(xù)的可能值，這種量子化的能量稱為能級。能帶的概念 晶體中每個原子都受到周圍原子勢場的作用，使原先每個原子中具有相同能量的電子能級分裂成N個與原來能級很接近的能級，形成一個“準連續(xù)”的能帶。能帶中的幾個基本概念：允帶、禁帶、空帶、滿帶、半滿帶三、半導體中的電子狀態(tài)和能帶 允帶 禁帶 滿帶 空帶允許電子存在的一系列準連續(xù)的能量狀態(tài)禁止電子存在的一系列能量狀態(tài)被電子填充滿的一系列準連續(xù)的能量狀態(tài) 滿帶不導電沒有電子填充的一系列準連續(xù)的能量狀態(tài) 空帶不導電

7、 半滿帶被電子部分填充的一系列準連續(xù)的能量狀態(tài) 半滿帶中的電子可以參與導電半導體能帶中的幾個概念：價帶、導帶、導帶底、價帶頂、禁帶寬度。三、半導體中的電子狀態(tài)和能帶 導帶 價帶 有電子能夠參與導電的能帶，在半導體材料中由價電子形成的高能級能帶通常稱為導帶。 由價電子形成的能帶，在半導體材料中由價電子形成的低能級能帶通常稱為價帶。導帶底EC 價帶頂EV導帶電子的最低能量 價帶電子的最高能量 EcEv半導體能帶中的幾個概念：價帶、導帶、導帶底、價帶頂、禁帶寬度。三、半導體中的電子狀態(tài)和能帶 禁帶寬度/Eg 導帶和價帶之間的能級寬度， Eg=Ec-Ev絕緣體：Eg= 36eV半導體：硅1.12eV、

8、鍺0.67 eV、砷化鎵1.42 eV EcEv利用各種半導體材料的不同禁帶寬度可以在器件生產(chǎn)工藝中給予指導。禁帶寬度大Eg的材料常用來制備高溫工作的器件。選擇材料的禁帶寬度正好與可見光的光子能量相匹配，可制備可見光發(fā)射器件。禁帶寬度小Eg的材料可用來制備紅外探測器。簡述空穴的概念。三、半導體中的電子狀態(tài)和能帶 當外界條件發(fā)生變化時，半導體滿帶中少量電子可被激發(fā)到上面的空帶中去，使導帶底附近有了一些電子，同時價帶中由于少了一些電子，在價帶頂部附近出現(xiàn)了一些空的量子狀態(tài)，價帶即成了半滿帶，在外電場作用下，仍留在價帶中的電子也能起導電作用，相當于把這些空的量子狀態(tài)看作帶正電荷的“準粒子”的導電作用

9、，常把這些滿帶中因失去了電子而留下的空位稱為空穴。本征激發(fā)的概念。 由于溫度，價帶上的電子激發(fā)成為導帶電子即“準自由”電子的過程 。雜質和缺陷對導電性能產(chǎn)生影響的機理是什么？四、半導體中的雜質和缺陷 由于雜質和缺陷的存在，會使嚴格按周期排列的原子所產(chǎn)生的周期性勢場受到破壞，有可能在禁帶中引入允許電子存在的能量狀態(tài)（即能級），從而對半導體的性質產(chǎn)生決定性的影響。 實際應用的半導體材料偏離理想情況的現(xiàn)象有哪些？ 原子并不是靜止在具有嚴格周期性的晶格的格點位置上，而是在其平衡位置附近震動。半導體材料并不是純凈的，而是含有若干雜質。實際的半導體晶格結構并不是完整無缺的，而是存在著各種形式的缺陷。寫出常

10、見雜質的種類并舉例。四、半導體中的雜質和缺陷1、雜質原子位于晶格原子間的間隙位置，間隙式雜質；原子半徑一般比較小，如鋰離子進入硅、鍺、砷化鎵后以間隙式雜質的形式存在。2、雜質原子取代晶格原子而位于晶格格點處，替位式雜質。原子的半徑與被取代的晶格原子的半徑大小比較相近，且它們的價電子殼層結構也比較相近。如、族元素在族元素硅、鍺晶體中都是替位式雜質。 雜質的主要來源有哪些？1、制備半導體的原材料純度不夠高；2、半導體單晶制備過程中及器件制造過程中的沾污；3、為了半導體的性質而人為地摻入某種化學元素的原子。 四、半導體中的雜質和缺陷施、受主雜質的概念及其特點？ 在純凈的半導體材料中摻入族元素雜質，形

11、成施主雜質或 N 型雜質。在常溫下，雜質都處于離化態(tài)，施主雜質向導帶（導帶或價帶）提供電子（空穴或電子）并形成正電（正電或負電）中心，成為主要依靠電子（空穴或電子）導電的半導體材料。 在純凈的半導體材料中摻入族元素雜質，形成受主雜質或 P 型雜質。在常溫下，雜質都處于離化態(tài)，受主雜質向價帶提供空穴并形成負電中心，成為主要依靠空穴導電的半導體材料。 施主能級與受主能級的位置。四、半導體中的雜質和缺陷施主能級ED，位于離導帶底很近的禁帶中，比導帶底Ec低ED 。受主能級EA，位于離價帶頂很近的禁帶中，比價帶頂Ev高EA 。施主能級 受主能級EDEA從能帶角度分析為什么摻入施主或受主雜質后半導體的導

12、電性能能大大加強。四、半導體中的雜質和缺陷 實驗測得，族元素原子（施主雜質）在硅中電離能約為0.040.05eV，在鍺中電離能約為0.01 eV，其電離能比硅、鍺的禁帶寬度小得多。使得多余電子很容易掙脫原子的束縛成為導電電子，從而增強了半導體的導電性。 同樣，族元素原子（受主雜質）在硅、鍺中的電離能也很小，在硅中約為0.0450.065eV，在鍺中約為0.01 eV。 使得多余空穴很容易掙脫原子的束縛成為導電空穴，從而增強了半導體的導電性。什么是淺能級？四、半導體中的雜質和缺陷很靠近導帶底的施主能級、很靠近價帶頂?shù)氖苤髂芗?。什么是深能級？主要由什么雜質元素引入 ？有什么特點？ 非、族元素摻入硅

13、、鍺在禁帶中引入的施主能級距離導帶底較遠，受主能級距離價帶頂也較遠，這種能級稱為深能級，相應的非、族元素雜質稱為深能級雜質； 這些深能級雜質能產(chǎn)生多次電離，每一次電離相應地有一個能級。因此，這些雜質在硅、鍺的禁帶中往往引入若干個能級。而且，有的雜質既能引入施主能級，又能引入受主能級。對于載流子的復合作用比淺能級雜質強，故這些雜質也稱為復合中心，它們引入的能級就稱為復合中心能級。什么是雜質的補償作用？四、半導體中的雜質和缺陷施主和受主雜質之間有相互抵消的作用。 什么是缺陷？ 當半導體中的某些區(qū)域，晶格中的原子周期性排列被破壞時就形成了各種缺陷。缺陷的分類？點缺陷：如空位，間隙原子，替位原子。線缺

14、陷：如位錯。面缺陷：如層錯等。四、半導體中的雜質和缺陷點缺陷：如空位，間隙原子；替位原子（反結構缺陷 ）； 肖特基缺陷：只在晶格內形成空位而無間隙原子的缺陷。 弗侖克耳缺陷：間隙原子和空位成對出現(xiàn)的缺陷 。 這兩種缺陷均由溫度引起，又稱之為熱缺陷，它們總是同時存在的。線缺陷：如位錯 晶體滑移時，已滑移部分與未滑移部分在滑移面上的分界，稱為位錯，可分為刃型位錯和螺型位錯。位錯能級都是深受主能級。當位錯密度較高時，由于它和雜質的補償作用，能使含有淺施主雜質的N型硅、鍺中的載流子濃度降低，而對P型硅、鍺卻沒有這種影響。面缺陷：如層錯等。在-族化合物中，點缺陷的形成因素：熱振動，成分偏離正常的化學比五

15、、載流子的運動載流子的產(chǎn)生有哪些情況？本征激發(fā)：電子從價帶躍遷到導帶，形成導帶電子和價帶空穴雜質電離：當電子從施主能級躍遷到導帶時產(chǎn)生導帶電子； 當電子從價帶激發(fā)到受主能級時產(chǎn)生價帶空穴。 電子從高能量的量子態(tài)躍遷到低能量的量子態(tài)，并向晶格放出一定的能量的過程。什么是載流子的復合？什么是熱平衡狀態(tài)？ 在一定溫度下，載流子產(chǎn)生和復合的過程建立起動態(tài)平衡，即單位時間內產(chǎn)生的電子-空穴對數(shù)等于復合掉的電子-空穴對數(shù)，稱為熱平衡狀態(tài)。 處于熱平衡狀態(tài)下的導電電子和空穴稱為熱平衡載流子。 五、載流子的運動什么是有效質量？引入有效質量概念的意義？ 把電子受到的內部勢場作用等效為晶體中的電子質量，稱為電子的

16、有效質量m* 。 引入有效質量的意義在于，它概括了內部勢場對電子的作用，而把電子運動的加速度與外力直接聯(lián)系起來，從而使分析簡化。特別是有效質量可以直接由試驗測定，因而可以很方便地解決電子的運動規(guī)律。五、載流子的運動寫出費米-狄拉克分布函數(shù)的表達式什么是費米能級？能量為E的一個量子態(tài)被一個電子占據(jù)的幾率 費米能級EF是量子態(tài)基本上被電子占據(jù)或基本上是空的一個標志。絕對零度時，費米能級EF可看成量子態(tài)是否被電子占據(jù)的一個界限。 大多數(shù)情況下，它的數(shù)值在半導體能帶的禁帶范圍內，和溫度、半導體材料的導電類型、雜質的含量以及能量零點的選取有關。只要知道了EF的數(shù)值，在一定溫度下，電子在各量子態(tài)上的統(tǒng)計分

17、布就完全確定了。 五、載流子的運動分析費米-狄拉克分布函數(shù)的意義（特性）當T=0K時，若EEF，則f（E）=0 在絕對零度時，能量比EF小的量子態(tài)被電子占據(jù)的幾率是百分之百，因而這些量子態(tài)上都是有電子的；能量比EF大的量子態(tài)，被電子占據(jù)的幾率是零，因而這些量子態(tài)上都沒有電子，是空的。 絕對零度時，費米能級EF可看成量子態(tài)是否被電子占據(jù)的一個界限。 當T0K時，若E1/2若E= EF，則f（E）=1/2若E EF，則f（E）p0，費米能級比較靠近導帶； P型半導體 p0n0，費米能級比較靠近價帶； 費米能級的位置不但反映了半導體的導電類型，而且還反映了半導體的摻雜水平。摻雜濃度越高，費米能級離導

18、帶或價帶越近。五、載流子的運動本征半導體載流子濃度公式及其影響因素式（1-11） 一定的半導體材料，其本征載流子濃度ni隨溫度上升而迅速增加；不同的半導體材料在同一溫度下，禁帶寬度越大，本征載流子濃度ni就越小。公式n0p0=ni2 的適用范圍 在一定溫度下，任何非簡并半導體的熱平衡載流子濃度的乘積n0p0等于該溫度下的本征半導體載流子濃度ni的平方，與所含雜質無關。 該式不僅適用于本征半導體，而且也適用于非簡并的雜質半導體材料。 五、載流子的運動雜質半導體載流子濃度公式及計算表1-1 300K下鍺、硅、砷化鎵的本征載流子濃度N型半導體 P型半導體 (ND為施主雜質濃度) (NA為受主雜質濃度

19、) 多子濃度少子濃度多子濃度少子濃度同時摻入P型雜質和N型雜質時五、載流子的運動載流子的漂移運動和擴散運動是由什么引起的？漂移運動是半導體中的載流子在電場作用下的運動。擴散運動是由粒子濃度不均勻所引起的運動。歐姆定律的微分形式？半導體的電導率及其計算？電導率 N型 P型 本征半導體n0=p0=ni 雜質半導體：五、載流子的運動半導體的總電流？擴散電流和漂移電流疊加在一起構成半導體的總電流。電子電流密度空穴電流密度遷移率：反映載流子在電場作用下運動難易程度；擴散系數(shù)D：反映存在濃度梯度時載流子運動的難易程度。 愛因斯坦關系式？反映了載流子遷移率和擴散系數(shù)之間的關系。六、非平衡載流子產(chǎn)生非平衡載流

20、子的方法？非平衡載流子都是指多子還是少子？電注入，光注入非平衡載流子都是指非平衡少數(shù)載流子非平衡載流子的產(chǎn)生和復合過程。 如果對半導體施加外加作用，破壞了熱平衡狀態(tài)的條件，這就迫使它處于與熱平衡狀態(tài)相偏離的狀態(tài)，稱為非平衡狀態(tài)。處于非平衡狀態(tài)的半導體，其載流子濃度將不再是n0和p0，可以比它們多出一部分。比平衡狀態(tài)多出來的這部分載流子稱為非平衡載流子，有時也稱過剩載流子。 產(chǎn)生非平衡載流子的外部作用撤除后，由于半導體的內部作用，使它由非平衡狀態(tài)恢復到平衡狀態(tài)，過剩載流子逐漸消失，這一過程稱為非平衡載流子的復合。六、非平衡載流子什么是非平衡載流子的壽命？ 非平衡載流子的平均生存時間稱為非平衡載流

21、子的壽命，用表示。非平衡載流子的壽命通常指少數(shù)載流子的壽命。 當t=，則p(t)=(p)0/e 壽命標志著非平衡載流子濃度減小到原來數(shù)值的1/e所經(jīng)歷的時間。鍺比硅容易獲得較高（高或低）的壽命很大程度上反映了晶格的完整性，是衡量材料質量的一個重要標志 ，故常被稱作“結構靈敏”的參數(shù)。六、非平衡載流子非平衡載流子壽命的檢測方法？直流光電導衰減法；高頻光電導衰減法；光磁電法；擴散長度法；雙脈沖法；漂移法。 影響非平衡載流子壽命的因素？材料的種類雜質的含量（特別是深能級雜質）缺陷的密度表面狀態(tài)外部條件（外界氣氛）什么是直接復合？什么是間接復合？六、非平衡載流子直接復合，即電子在價帶和導帶之間的直接躍

22、遷，引起電子和空穴的直接復合；間接復合，即非平衡載流子通過復合中心的復合。 根據(jù)復合發(fā)生的位置，又可以將它分為體內復合和表面復合，表面復合屬于間接復合。就能量傳遞的方式來講，俄歇復合是能量以聲子方式傳遞。六、非平衡載流子在小禁帶的半導體中，直接復合占優(yōu)勢。一般來說，禁帶寬度越小，直接復合的幾率越大。壽命與多數(shù)載流子濃度成反比，或者說，半導體電導率越高，壽命就越短。硅和鍺的壽命主要是由間接復合決定的。能促進復合過程的雜質和缺陷稱為復合中心。非平衡載流子壽命與復合中心濃度成反比。第 2 章P-N結 1 PN結及其能帶圖 了解PN結的形成及其制作方法，雜質分布，熟悉PN結的能帶圖特點。2 平衡PN結

23、 了解平衡PN結的形成過程，空間電荷區(qū)、勢壘區(qū)、耗盡層的概念，接觸電勢差，熟悉平衡PN結的特點，載流子濃度與勢壘寬度的關系。3 PN結的直流特性 掌握非平衡PN結外加正/反向電壓時的特點， 掌握PN結的伏安特性（單相導電性）；了解理想PN結的條件，表面對漏電流的影響，影響PN結伏安特性偏離理想方程的各種因素。4 PN結電容 了解分類及特點，掌握施、受主雜質及其能級的概念。5 PN結擊穿 了解分類及產(chǎn)生的機理，影響雪崩擊穿的因素； 熟悉雪崩擊穿和隧道擊穿的區(qū)別。 本章重點一、PN結及其能帶圖PN結的形成。 在一塊N型(或P型)半導體單晶上，用適當?shù)墓に嚢裀型（或N 型）雜質摻入其中，使這塊半導體

24、單晶的不同區(qū)域分別具有N型和P型的導電類型，在兩者的交界面處就形成了P-N結。按制作PN結的半導體單晶材料不同可分類為：用同一種半導體材料制成的PN結叫同質結。由禁帶寬度不同的兩種半導體材料制成的PN結叫異質結。 按PN結中雜質分布的情況不同可分類為：突變結:在交界面處，雜質濃度從NA（P區(qū)）突變?yōu)镹D（N區(qū)）。緩變結:雜質濃度從P區(qū)到N區(qū)是逐漸變化的。一、PN結及其能帶圖合金法、擴散法、離子注入法和外延生長法等。制造異質結通常采用外延生長法。 PN結的制作方法。合金結和高表面濃度的淺擴散結一般可認為是突變結，而低表面濃度的深擴散結一般可認為是線性緩變結。 內建電場的方向是從N區(qū)指向P區(qū)。 P

25、N結的能帶圖特點。 當兩塊半導體結合形成P-N結時，EFn不斷下移，而EFp不斷上移，直至EFn=EFp。 P-N結中有統(tǒng)一的費米能級EF，P-N結處于平衡狀態(tài)。P區(qū)的電勢能比N區(qū)的電勢能高qVD（高或低多少）一、PN結及其能帶圖 對于P區(qū)空穴離開后，留下了不可移動的帶負電荷的電離受主，這些電離受主沒有正電荷與之保持電中性，因此，在P-N結附近P區(qū)一側出現(xiàn)了一個負電荷區(qū)； 同理，在P-N結附近N區(qū)一側出現(xiàn)了由電離施主構成的一個正電荷區(qū)，通常把在P-N結附近的這些電離施主和電離受主所帶電荷稱為空間電荷，它們所存在的區(qū)域稱為空間電荷區(qū)。 空間電荷區(qū)的概念。耗盡層的概念。 室溫附近，空間電荷區(qū)的載流

26、子濃度比起N區(qū)和P區(qū)的多數(shù)載流子濃度小得多，好像已經(jīng)耗盡了，所以通常也稱空間區(qū)為耗盡層。 在P-N結的空間電荷區(qū)中能帶發(fā)生彎曲，電子從勢能低的N區(qū)向勢能高的P區(qū)運動時，必須克服這一勢能“高坡”，才能達到P區(qū)；同理，空穴也必須克服這一勢能“高坡”，才能從P區(qū)到達N區(qū)。這一勢能“高坡”通常稱為P-N結的勢壘，故空間電荷區(qū)也叫勢壘區(qū)。 勢壘區(qū)的概念。二、平衡PN結平衡PN結的特點。 一定寬度和勢壘高度的勢壘區(qū)； 內建電場恒定； 凈電流為零； 費米能級處處相等。什么是接觸電勢差? P區(qū)導帶和價帶的能量比N區(qū)的高qVD。 接觸電勢差VD就是P型和N型半導體中原先費米能級之差。 勢壘區(qū)中能帶變化趨勢與電勢

27、變化趨勢相反。二、平衡PN結勢壘區(qū)內正負空間電荷區(qū)的寬度和該區(qū)的雜質濃度成反比。勢壘區(qū)主要向雜質濃度低的一邊擴散。在平衡突變結勢壘區(qū)中，電場的方向從N區(qū)指向P區(qū)。在交界面處，電場強度達到最大值。三、PN結的直流特性什么是非平衡P-N結？理想PN結的條件當P-N結兩端有外加電壓時 ，P-N結處于非平衡狀態(tài)。 （1）小注入條件：注入的少數(shù)載流子濃度比平衡多數(shù)載流子濃度小得多；（2）突變耗盡層條件：即外加電壓和接觸電勢差都降落在耗盡層上，注入的少數(shù)載流子在P區(qū)和N區(qū)是純擴散運動；（3）通過耗盡層的電子和空穴電流為常量，不考慮耗盡層中載流子的產(chǎn)生及復合作用。三、PN結的直流特性 PN結外加正向電壓在勢

28、壘區(qū)產(chǎn)生的電場與內建電場方向相反（相反/一致），導致勢壘區(qū)總的電場強度減弱（增強/減弱），這說明空間電荷數(shù)量減少（增多/減少），也就意味著勢壘區(qū)寬度減?。ㄔ龃?減?。?，勢壘高度減?。ㄔ龃?減小）。此時，電場強度的變化導致載流子的漂移運動小于（大于/小于）擴散運動，形成凈擴散（凈擴散/凈漂移）電流，以致勢壘區(qū)邊界非平衡少子（少子或多子）濃度大于（大于/小于）該區(qū)內部，擴散（擴散漂移）電流方向從勢壘邊界向體內（勢壘邊界向體內或體內向勢壘邊界）。 如在區(qū)形成從N區(qū)勢壘邊界向N區(qū)內部的空穴的擴散電流，在區(qū)形成從區(qū)勢壘邊界向區(qū)內部的電子的擴散電流。P-N結外加正向直流電壓的特點？三、PN結的直流特性P-

29、N結外加反向直流電壓的特點？ PN結外加反向電壓在勢壘區(qū)產(chǎn)生的電場與內建電場方向一致（相反/一致），導致勢壘區(qū)總的電場強度增強（增強/減弱），這說明空間電荷數(shù)量增多（增多/減少），也就意味著勢壘區(qū)寬度增大（增大/減?。?，勢壘高度增大（增大/減?。?。此時，電場強度的變化導致勢壘區(qū)內的載流子漂移運動大于（大于/小于）擴散運動，形成凈漂移（凈擴散/凈漂移）電流，以致勢壘區(qū)邊界非平衡少子（少子或多子）濃度小于（大于/小于）該區(qū)內部，從而形成體內向勢壘邊界（勢壘邊界向體內或體內向勢壘邊界）的反向擴散（擴散漂移）電流。 實際的反向電流包括 體內擴散電流 、 勢壘產(chǎn)生電流 和表面漏電流三種成分.三、PN結的

30、直流特性鍺的反向電流中擴散電流起主要作用。硅的反向電流中勢壘產(chǎn)生電流占主要地位。由于勢壘區(qū)寬度Xm隨反向偏壓的增加而變寬，所以勢壘區(qū)產(chǎn)生電流不是飽和的，隨反向偏壓增加而緩慢地增加。 表面對反向漏電流的影響主要表現(xiàn)在哪些方面？表面漏電流：表面沾污嚴重，則引出的表面漏電流大，會成為反向漏電流的主要成分。P-N結溝道漏電流：二氧化硅層質量不好，會使半導體表面出現(xiàn)反型，形成反型溝道。 表面復合電流：部分少數(shù)載流子可通過表面復合中心能級復合掉，從而導致反向電流的增加。 影響PN結伏安特性偏離理想方程因素有哪些？（1）表面效應； （2）勢壘區(qū)中的產(chǎn)生和復合；（3）大注入條件； （4）串聯(lián)電阻效應。四、PN

31、結電容PN結在低頻（低頻或高頻）電壓下，具有很好的單向導電性（整流作用），但是在高頻（低頻或高頻）電壓時，其整流特性變壞，甚至基本上沒有整流效應。這是因為PN結具有電容特性。 P-N結電容包括勢壘電容和擴散電容兩部分,都隨外加電壓而變化，表明它們是可變電容。在大的正向偏壓時，擴散電容起主要作用，在反向偏壓時，勢壘電容起主要作用。P-N結上外加電壓的變化，引起了電子和空穴在勢壘區(qū)的“存入”和“取出”作用，導致勢壘區(qū)的空間電荷數(shù)量隨外加電壓而變化，這和一個電容器的充放電作用相似。勢壘電容：由于擴散區(qū)積累的電荷數(shù)量隨外加電壓的變化所產(chǎn)生的電容效應。擴散電容隨頻率的增加而減小。 擴散電容：四、PN結電

32、容P-N結電容的大小和什么因素有關？PN結的結面積：結面積越大，結電容越大。勢壘寬度：勢壘寬度越大，結電容越小。摻雜濃度：摻雜濃度越高，勢壘寬度越小，結電容越大。外加電壓：反向偏壓越大，則勢壘電容越??；正向偏壓越大，擴散電容越大。勢壘電容的2個應用?？梢灾瞥勺內萜骷Ｓ脕頊y量結附近的雜質濃度和雜質濃度梯度等。正向偏壓增大，載流子從擴散（擴散或勢壘）區(qū)取出存入勢壘區(qū)，中和了勢壘區(qū)中一部分電離施主和電離受主，使勢壘區(qū)電場減?。ㄔ龃蠡驕p?。瑒輭緟^(qū)寬度減?。ㄔ龃鬁p小），勢壘電容增大（增大或減?。?。正向偏壓減小，勢壘區(qū)電場增大，載流子從勢壘區(qū)取出存入擴散區(qū)，使勢壘區(qū)寬度增大，勢壘電容減小。 反向偏壓的絕對值增大，勢壘區(qū)電場增大，載流