2022-2023学年高二物理竞赛课件：p-n结击穿特性

p-n结击穿特性 p-n结击穿特性 反向电压使结区电场达到105v/cm，反向饱和电流不再恒定，而是突然增加，这种现象称为p-n结的击穿，对应的电压称为击穿电压，用VBR表示。 VBR V I 反向偏压 在 P-N 结的ｐ型区接电源负极, 叫反向偏压。 阻挡层势垒增大、变宽，不利于空穴向 N区运动，也不利于电子向 P区运动,没有正向电流。 p型 n型 I qVD q(VD － V) |V| J-Js Js为反向饱和电流 但是，由于少数载流子的存在，会形成很弱的反向电流， 当外电场很强,反向电压超过某一数值后， 反向电流会急剧增大----反向击穿。 称为漏电流 （A级）。 击穿电压 V(伏) I -１０ -２０ -３０ （微安） 反向 -20 -30 1．雪崩击穿 雪崩击穿一般发生在缓变结中，而且掺杂浓度比较低。 2．隧道击穿 • Ecn Ecp Evp 2 1 2 2 1 2 p n + Eg小、突变结、掺杂高的缓变结是导致隧道击穿的因素。 3．热击穿 热击穿容易发生的条件是Eg小，散热不好的器件。 五、隧道结 重掺杂>1019/cm3 ， 这种强p型、强n型材料形成的p+-n+ 结称为隧道结。 利用 P-N 结 可以作成具有整流、开关等　 　　　作用的晶体二极管（diode）。 低温弱电离区 N 型： 饱和电离区 ● 杂质半导体： 过渡区 本征区 P 型杂质半导体载流子浓度n0、p0、EF？ 掌握 1、载流子浓度、费米能级随温度变化规律； 2、载流子浓度、费米能级随杂质浓度变化规律。 ● 饱和电离区的确定及载流子浓度计算 ● 简并半导体 载流子浓度 简并条件： 或 简并时的杂质浓度和杂质能级 重掺杂 杂质能带 第三章思考题与自测题： 半导体处于怎样的状态才能叫处于热平衡状态？其物理意义如何。 什么叫统计分布函数？费米分布和玻耳兹曼分布的函数形式有何区别？在怎样的条件下前者可以过渡到后者？为什么半导体中载流子分布可以用玻耳兹曼分布描述？ 说明费米能级的物理意义。根据费米能级位置如何计算半导体中电子和空穴浓度？如何理解费米能级是掺杂类型和掺杂程度的标志？ 在半导体计算中，经常应用 这个条件把电子从费米能级统计过渡到玻耳兹曼统计，试说明这种过渡的物理意义。 写出半导体的电中性方程。此方程在半导体中有何重要意义？ 若n型硅中掺入受主杂质，费米能级升高还是降低？若温度升高当本征激发起作用时，费米能级在什么位置？为什么？ 如何理解分布函数与状态密度的乘积再对能量积分即可求得电子浓度？ 为什么硅半导体器件比锗器件的工作温度高？ 当温度一定时，杂质半导体的费米能级主要由什么因素决定？试把强N、弱N型半导体与强P、弱P半导体的费米能级与本征半导体的费米能级比较。 如果向半导体中重掺施主杂质，就你所知会出现一些什么效应？ $