微電子概論—半導(dǎo)體物理與器件(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 PN結(jié)的反向特性 N P 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 反向偏置時(shí)，漂移大于擴(kuò)散 N區(qū) P區(qū) 空穴： 電子： P區(qū) N區(qū) 擴(kuò)散 擴(kuò)散 漂移 漂移 ???????? ?? ? 1kTqVrRej反向電流 漂移電流為主（很小），有個(gè)極限值（飽和電流） ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 勢(shì)壘區(qū)兩側(cè)邊界上的少數(shù)載流子被強(qiáng)電場(chǎng)掃過(guò)勢(shì)壘區(qū)。使邊界處的少子濃度低于體內(nèi)，產(chǎn)生了少子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，所以反向電流又稱為 反向擴(kuò)散電流 。 PN結(jié)的反向特性 載流子在反向偏置 PN結(jié)中的分布與輸運(yùn) 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 V0, 正向偏置 V0, 反向偏置 非平衡 PN結(jié)的能帶 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 單向?qū)щ娦? 正向?qū)ǎ鄶?shù)載流子擴(kuò)散電流，多子導(dǎo)電 反向截止，少數(shù)載流子漂移電流，少子導(dǎo)電 正向?qū)妷?Vbi~(Si) 反向擊穿電壓 Vrb 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 PN結(jié)的擊穿 雪崩擊穿 齊納 /隧穿擊穿 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 :摻雜濃度大 ,擊穿電壓小 . :勢(shì)壘寬度足夠?qū)?. :禁帶寬度越寬 ,擊穿電壓越大 . :溫度升高 , 擊穿電壓增大（雪崩擊穿） 擊穿電壓減小（齊納擊穿） PN結(jié)的擊穿 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 : 摻雜濃度大 ,勢(shì)壘寬度小，擊穿電壓減小（齊納擊穿） 摻雜濃度小 ,勢(shì)壘寬度大，擊穿電壓增大（雪崩擊穿） :禁帶寬度越寬 ,擊穿電壓越大 . :溫度升高 , 擊穿電壓增大（雪崩擊穿） 擊穿電壓減小（齊納擊穿） PN結(jié)的擊穿 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 PN結(jié)的電容 空間電荷區(qū)勢(shì)壘電容 VQCT ??? dVdQCT ?msT X SC 0???第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 PN結(jié)的電容 擴(kuò)散電容（ Diffusion Capacitance） 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 PN結(jié)的電容 pn結(jié)的總電容為兩者之和： DTj CCC ??正向偏置 pn結(jié)時(shí)，以 CD為主， Cj≈C D （擴(kuò)散電容） 反向偏置 pn結(jié)時(shí)，以 CT為主， Cj≈C T （勢(shì)壘電容） 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 小結(jié) PN結(jié)基本知識(shí) PN結(jié)的能帶 PN結(jié)的導(dǎo)電性 PN結(jié)擊穿特性 PN結(jié)電容特性 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 作業(yè) ? 試述平衡 pn結(jié)形成的物理過(guò)程，它有什么特點(diǎn) ?畫(huà)出勢(shì)壘區(qū)中載流子漂移運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的方向。 ? 試比較平衡 pn結(jié) ,正向偏置 pn結(jié) ,反向偏置 pn結(jié)的特點(diǎn) .說(shuō)明其單向?qū)щ娦阅堋? ? pn結(jié)擊穿主要有哪幾種 ?說(shuō)明各種擊穿產(chǎn)生的原因和條件 .影響它們的因素有哪些 ? 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 雙極晶體管的基本結(jié)構(gòu) 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 由兩個(gè)相距很近的 PN結(jié)組成： 發(fā)射區(qū) 收集區(qū) 基區(qū) 發(fā)射結(jié) 收集結(jié) 發(fā)射極 收集極 基極 基區(qū)寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于少子擴(kuò)散長(zhǎng)度 晶體管，電流放大 正向小電壓正向偏置 反向大電壓反向偏置 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 基區(qū)： 較薄，摻雜濃度低 發(fā)射區(qū)： 摻雜濃度較高 集電區(qū)：面積較大，重?fù)诫s實(shí)現(xiàn)歐姆接觸 雙極晶體管的基本結(jié)構(gòu) ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 雙極晶體管的外形 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 雙極型晶體管的幾種常見(jiàn)外形 （ a）小功率管 （ b）小功率管 （ c）中功率管 （ d）大功率管 雙極型晶體管又稱三極管。電路表示符號(hào)： BJT。 根據(jù)功率的不同具有不同的外形結(jié)構(gòu)。 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 雙極晶體管的兩種形式 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 (a)PNP型結(jié)構(gòu)與符號(hào) (b)NPN型結(jié)構(gòu)與符號(hào) B E C IB IE IC B E C IB IE IC