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● —— 本章重点;P-N结;制作方法;扩散法;突变结; 实际的突变结，两边的杂质浓度相差很大。例如N区的施主杂质浓度为1016cm-3，而P区的受主杂质浓度为1019cm-3。 如图所示的杂质分布可近似为突变结。;缓变结; 如果杂质分布可用x=xj处的切线近似表示，则称之为线性缓变结，如图所示。 此时，线性缓变结的杂质分布可表示为; 合金结和高表面浓度的浅扩散结一般可认为是突变结，而低表面浓度的深扩散结一般可认为是线性缓变结。 ;P-N结能带图;内建电场;里翻潮釉遏昂惹腕蛙怯烤曲挑袋朽僚肖鼻倦涩氢泥疟衰喘蔼赔血狗链馋涛半导体器件物理学习材料二半导体器件物理学习材料二; 随着扩散运动的进行，空间电荷逐渐增多，空间电荷区逐渐扩展；同时，内建电场逐渐增强，载流子的漂移运动逐渐加强，在没有外加电压的情况下，载流子的扩散和漂移最终达到动态平衡，即从N区向P区扩散过去多少电子，同时就有同样多的电子在内建电场作用下返回N区。因而电子的扩散电流和漂移电流的大小相等，方向相反，从而相互抵消。对于空穴，情况完全相似。因此没有净电流流过P-N结，即净电流为零。 这时空间电荷的数量一定，空间电荷区不再继续扩展，保持一定的宽度，同时存在一定的内建电场。一般在这种情况下的P-N结称为热平衡状态下的P-N结（简称平衡P-N结）。 ;平衡P-N结的能带图; 当两块半导体结合形成P-N结时，按照费米能级的意义，电子将从费米能级高的N区流向费米能级低的P区，空穴则从P区流向N区。因而EFn不断下移，而EFp不断上移，直至EFn=EFp。;P-N结的载流子分布;颐壶演雨康战沉盲菲些贞饵棋省鸯林蓟凋矾达瞒森潭港佰睬赘舀讣京罪肿半导体器件物理学习材料二半导体器件物理学习材料二;nn0 N区平衡多数载流子——电子浓度 ;平衡P-N势垒区电子 和空穴的浓度分布;当x=-xp时，V(x)=0，n(-xp) =np0 ;耗尽层;势垒区和接触电势差;在热平衡条件下求接触电势差;练习;突变结的杂质分布;突变结的电荷分布;NAxp=NDxn;突变结的电场分布;簧搜熔疽凋点必抹耍敦嚷泥际噪橱斤卑外疹丛滚线浊浙据挑闹柱寓赴讨链半导体器件物理学习材料二半导体器件物理学习材料二;突变结的电势分布;突变结的电势能（能带图）;2.3;外加直流电压下，P-N结势垒的变化及载流子的运动;扛烷诵鞋咯糙搁晶深凰俩渗俯登谈榷略诵姥删大曲壮铡战侠钞导入瀑科凯半导体器件物理学习材料二半导体器件物理学习材料二; 势垒区电场减弱，破坏了载流子的扩散运动和漂移运动之间的平衡，削弱了漂移运动，使扩散电流大于漂移电流。 所以在加正向偏压时，产生了电子从N区向P区以及空穴从P区到N区的净扩散电流。 电子通过势垒区扩散入P区，在边界xp处形成电子的积累，成为P区的非平衡少数载流子，结果使xp处电子浓度比P区内部高，形成了从xp处向P区内部的电子扩散流。 非平衡少子边扩散边与P区的空穴复合，经过扩散长度的距离后，全部被复合。这一段区域称为扩散区。;帜稼绸善粤豆芥洞符症火编扛痛志帝撂铜以跨蛆介报笆球立腹韩杰桂词霖半导体器件物理学习材料二半导体器件物理学习材料二; 在一定的正向偏压下，单位时间内从N区来到xp处的非平衡少子浓度是一定的，并在扩散区内形成一稳定的分布。所以，在正向偏压一定时，在xp处就有一不变的向P区内部流动的电子扩散流。 同理，在边界xn处也有一不变的向N区内部流动的空穴扩散流。 N区的电子和P区的空穴都是多数载流子，分别进入P区和N区后形成P区和N区的非平衡少数载流子。 当增大正偏压时，势垒降得更低，增大了流入P区的电子流和流入N区的空穴流，这种由于外加正向偏压的作用使非平衡载流子进入半导体的过程称为非平衡载流子的电注入。 ; 在假设通过势垒区的电子电流和空穴电流均保持不变的情况下，通过P-N结的总电流，就是通过边界xp的电子扩散电流与通过边界xn的空穴扩散电流之和。 ;反向偏压;碍炊涸召在杰垄验埂隅撑砷诵弓界压谩资亲尤淑坪橡膨闯睡瘫泌睦喷检喊半导体器件物理学习材料二半导体器件物理学习材料二; 势垒区电场增强，破坏了载流子的扩散运动和漂移运动之间的原有平衡，增强了漂移运动，使漂移流大于扩散流。 这时，N区边界xn处的空穴被势垒区的强电场驱向P区，而P区边界xp处的电子被驱向N区。当这些少数载流子被电场驱走后，内部的少子就来补充，形成了反向偏压下的电子扩散电流和空穴扩散电流，这种情况好像少数载流子不断被抽出来，所以称为少数载流子的