双极型器件物理I 第六讲 PN直流伏安特性定量分析.pptVIP

***外延层的厚度大约5～10um，最终的晶体管都在外延层中形成。开始的重掺杂硅片仅仅提供机械支撑，并在外延层与硅片底部的集电极之间构成低电阻通路。内基区的概念：晶体管的主要作用发生在由准中性发射区宽度SE限定的区域。*外延层的厚度大约5～10um，最终的晶体管都在外延层中形成。开始的重掺杂硅片仅仅提供机械支撑，并在外延层与硅片底部的集电极之间构成低电阻通路。内基区的概念：晶体管的主要作用发生在由准中性发射区宽度SE限定的区域。*外延层的厚度大约5～10um，最终的晶体管都在外延层中形成。开始的重掺杂硅片仅仅提供机械支撑，并在外延层与硅片底部的集电极之间构成低电阻通路。内基区的概念：晶体管的主要作用发生在由准中性发射区宽度SE限定的区域。*外延层的厚度大约5～10um，最终的晶体管都在外延层中形成。开始的重掺杂硅片仅仅提供机械支撑，并在外延层与硅片底部的集电极之间构成低电阻通路。内基区的概念：晶体管的主要作用发生在由准中性发射区宽度SE限定的区域。*XD理想PN结直流伏安特性的定量分析.*PhysicsofSemiconductordevice西安电子科技大学微电子学院PhysicsofSemiconductorDevices双极型器件物理(双语)张春福微电子学院第一章：PN结二极管1－1平衡PN结定性分析1－2平衡PN结定量分析1－3理想PN结直流伏安特性1－4实际（Si）PN结直流I-V特性与理想模型的偏离1－5PN结交流小信号特性1－6PN结瞬态特性1－7PN结击穿1－8二极管模型和模型参数微电子学院回顾理想PN结伏安特性的定性分析图8.7PN结直流伏安特性PN结二极管具有单向导电EquilibriumForwardBiasReverseBias微电子学院1.3.2理想PN结直流伏安特性的定量分析IdealPNModel2MinorityCarrierConcentration3I-VCharacteristicsExpression4SolutionStrategy1Neamen（教材）,Chapter8.1,203；Aderson，Chapter5.3.3，273；微电子学院一、PN结伏安特性定量分析解决思路1.Calculatetheminoritycarrierconcentrationinthequasineutralregionsonthep-andn-sideofthejunctionbysolvingthecontinuityequation2.Calculatetheminoritycarriercurrentdensitiesattheedgesofthedepletionregionx=xnandx=-xp3.Calculatethetotalcurrentdensityflowingthroughthediodebyaddingtheholeandelectronminoritycarrierdensity,assumingnogeneration/recombinationeffectsinthedepletionregion微电子学院二.理想PN结模型（IdealPNJunctionModel）1、一维理想PN结结构：（1）一维；One-dimensionalpn-junction；（2）各区均匀掺杂,Homogeneousdoping,i.e.NA(x),ND(x)=const.;asaresult,thejunctionsaretreatedasstepjunctions；（3）长二极管（中性区宽度远大于少子扩散长度）;PN0x=pw微电子学院二.理想PN结模型（IdealPNJunctionModel）2.理想PN结模型近似条件耗尽层近似：空间电荷区的边界存在突变，并且耗尽区以外的半导体区域是电中性的。耗尽层不存在多余的离散离子；载流子的统计分布采用波尔兹曼分布近似；小注入假设Low-levelinjection：即注入的少数载流子浓度小于多数载流子浓度，掺杂都离化；在耗尽层内不存在产生-复合电流，并且在整个耗尽层内，电子电流和空穴电流恒定：PN结内的电流处处相等；PN结内的电子电流与空穴电流分别为连续函数；耗尽区内的电子电流与空穴电流为恒定值；微电子学院