2022-2023学年高二物理竞赛课件：非平衡p-n结的能带图

非平衡p-n结的能带图 非平衡p-n结的能带图 正向偏压V _ 有电子从n区流进p区 =_________-电注入 220233-10 非平衡p-n结的能带图 ●正偏下能带图 Ln -Kp 0 &n Lp Ee e(Vol -Va) -一E 中性区 势垒国 中性区 扩散国 扩散区 3 2023-3-10 非平衡p-n结的能带图 。电流分布情况 Cunent densix D 空六裙非 人电子潭格 电子护拉 」 空心扩找 4 -2023-30 非平衡p-n结的能带图 反向偏压V D负，n正，V 外加电场n→日 内建场n→p 0 →外加电场加强了内建 场的强度，势垒升高 →n区的E-低于p区的E, p区电子被不断的抽走 一一少子的抽取 5 2023-3-10 非平衡p-n结的能带图 。载流子分布 Ppo Px) V=0 V>0 V<0 考虑三种情况下的能带图 载流子浓度的变化实际上是EF与导带底/价带 顶的距离的变化 6 2023-3-10 非平衡p-n结的能带图 。正偏下的非平衡少数载流 g。- p(x)=Po=Ppo exp kT p()=ppoexp kT Ap(x)=Pno exp p(x)=Pno exp kT Ap(x)=Ap(x)exp x-x L 注人到门区的非平衡空欢浓度 △n)=-xp)eXp x+Xp L 一注人判D区时非平衡电子浓度 7 23-3-10 非平衡p-n结的能带图 。反偏下的非平衡少数载流 (形式与正偏相同) Ap(x)=Pno exp Ap(x)=Ap(x)exp x-Xm L Sn(-xp)=npo exp x)=-x2)ex9 + =0一相当于此处的空穴全被抽走 r<0 > p,)p,)片po=-卫d 与反向偏压无关 △-x,)=n-x。)-np0=-n0 x+xp △n(x)=-npo exp △p(x)=-Pao exp x-xm L 8 2023-3 理想p-n结的电流电压关系 —外加 一在两端，载流子 920238-10= 理想p-n结的电流电压关系 ●计算电流密度方法 一计算势垒区边界处注入的非平衡少子浓度 以此为边界条件，计算扩散区中非平衡少子 的分布 一将非平衡载流子的浓度代入扩撒方程，算出 扩散密度，再算出少数载流子的电流密度 一 将两种载流子的扩散密度相加，得到理想 p-n结模型的电流电压方程式 10 2023-3-10