半导体器件第二章答案.ppt

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1、画出单边突变结pn+在下列情况下的能带图、空间电荷区、电场分布：（a）热平衡（b）正偏（c）反偏Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.表面效应—表面离子电荷耗尽层内载流子的产生和复合大注入串联电阻效应大的反向电场，结的击穿偏离理想情形二、解释低偏压下和高偏压下PN结偏离理想情况的原因。Evaluationonly.CreatedwithAspose.S

2、lidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.实际Si二极管的电流-电压特性产生-复合电流区扩散电流区大注入区串联电阻效应产生-复合与表面效应等引起的反向漏电流Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.杂质浓度及杂质分布对击穿电压的影响耐高压选低掺杂的高阻材料做衬底，或

3、深结。外延层厚度对击穿电压的影响外延层厚度必须大于结深和势垒宽度xmB棱角电场对雪崩击穿电压的影响用平面工艺制造而成的PN结，侧壁部分电场强度更大，击穿首先发生在这个部位。PN结实际的击穿电压比平面部分的计算值低。表面状况及工艺因素对反向击穿电压的影响温度对雪崩击穿电压的影响雪崩击穿电压随温度升高而增大，温度系数是正的。影响雪崩击穿电压的因素三雪崩击穿的条件是什么？影响雪崩击穿的因素是什么？Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile

4、5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.势垒电容：势垒区的电荷量也就随外加电压变化而变化。这相当PN结中存储的电荷量也随之变化，犹如电容的充放电效应。扩散电容：扩散区积累的过剩载流子随外加电压变化的同时，空间电荷区两侧的扩散区电荷也有变化。扩散区是中性的，积累过剩少子的同时，在同一区也必然积累等量的过剩多子。所以，扩散电容的正负电荷应理解为空间同一位置上价带里的空穴和导带中的电子。PN结开关速度决定因素：少子寿命p正向注入电流If反向抽取电流Ir由于If、Ir常受到电

5、路中其他条件的限制，所以，减小载流子寿命比较可行，通常通过掺金工艺实现。四、解释PN结的势垒电容和扩散电容的物理机制，如何提高PN结的开关速度？Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.由于and因此(a)五假设PN结的空穴注入效率定义为=Ip/I(x=0),证明：并讨论如何使趋于1.Evaluationonly.CreatedwithAspose.S

6、lidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.由于and因此所以(b)Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.六、根据和,证明：处于热平衡时，In＝0从-xpxn作积分，则所以根据得Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor

7、.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.七、在线性缓变结中，杂质分布为：，证明耗尽层的宽度为设由泊松方程得积分为时=0，即且所以Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.对式再积分一次得Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET

8、3.5ClientProfile5.2.0.0.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.八、分析pin二极管的工作原理，i区代表本征区。工作原理：利用高阻i区在正、反偏压下对p-i结和i-n结注入载流子的存储和扫出的电阻变化。跟pn结的工作原理类似。正偏时，p区、n区分别有大量的空穴、电子注入到i区，在一定的浓度梯度下，相对向i区中心扩散，同时不断复