高二物理競賽p-n結(jié)擊穿課件

p-n結(jié)擊穿p-n結(jié)擊穿p-n結(jié)的擊穿定義：反向偏壓增大到某一數(shù)值VBR時，反向電流密度突然開始迅速增大的現(xiàn)象雪崩擊穿隧道擊穿（齊納擊穿）熱電擊穿載流子數(shù)目增加的機理？單邊突變結(jié)（）a.若存在偏壓，則b.若存在偏壓，則取決于摻雜濃度較小的一側(cè)應(yīng)用舉例：測量單邊突變結(jié)的雜質(zhì)濃度C-V測量：曲線的斜率與輕摻雜一側(cè)的雜質(zhì)濃度成反比VA1/C2Vbi1.雪崩擊穿雪崩倍增機構(gòu)反向V很大

漂移作用

電子和空穴（勢壘區(qū)中）

動能增加（一定寬度）晶格原子碰撞

電子、空穴產(chǎn)生重復(fù)載流子倍增效應(yīng)濃度增加，反相電流增加

擊穿(電場強度、勢壘寬度有關(guān))2.隧道擊穿（齊納擊穿）反向偏壓↑內(nèi)建電場↑能帶傾斜n區(qū)導(dǎo)帶底比p區(qū)的價帶頂還低p區(qū)價帶中的電子通過隧道效應(yīng)穿過禁帶而到達n區(qū)導(dǎo)帶，隧道概率反向電流急劇增大隧道擊穿討論：p-n結(jié)的三角形勢壘隧道擊穿時要求一定的NVAN小VA大：有利于雪崩倍增效應(yīng)

N大VA小：有利于隧道擊穿效應(yīng)為什么說在重摻雜的情況下，隧道擊穿機構(gòu)為主？3.熱電擊穿對于禁帶寬度比較小的半導(dǎo)體如鍺p-n結(jié)，由于反向飽和電流密度較大，在室溫下熱電擊穿很重要。反向電壓↑熱損耗功率↑散熱條件限制T↑6.5p-n結(jié)隧道效應(yīng)隧道結(jié)的電流電壓特性負阻特性隧道結(jié)：重摻雜的p區(qū)和重摻雜n區(qū)形成的p-n結(jié)。簡并化的重摻雜半導(dǎo)體n型半導(dǎo)體的費米能級特征p型半導(dǎo)體的費米能級特征1.隧道結(jié)能帶圖隧道結(jié)熱平衡時的能帶圖特征n區(qū)導(dǎo)帶底比p區(qū)價帶頂?shù)?，存在相同能量的量子態(tài)雜質(zhì)濃度大，勢壘區(qū)很薄，隧道效應(yīng)可能產(chǎn)生隧道電流注意兩圖的區(qū)別大反向偏壓下p-n結(jié)能帶圖在金屬半導(dǎo)體接觸中，金屬一側(cè)勢壘高度不隨外加電壓而變，半導(dǎo)體一側(cè)勢壘高度與外加電壓相關(guān)。因此，當(dāng)外加電壓使半導(dǎo)體一側(cè)勢壘高度降低時，形成從半導(dǎo)體流向金屬的凈電子流密度，且隨外加電壓而變化；反之，則是從金屬到半導(dǎo)體的電子流密度，該電流較小。且與外加電壓幾乎無關(guān)。這就是金屬半導(dǎo)體接觸整流特性。鏡像力和隧道效應(yīng)對反向特性有顯著影響，它們引起勢壘高度的降低，使反向電流增加。在金屬和n型半導(dǎo)體的整流接觸上加正向電壓時，就有空穴從金屬流向半導(dǎo)體，這種現(xiàn)象稱為少數(shù)載流子的注入。少數(shù)載流子電流與總電流之比稱為少數(shù)載流子注入比，用γ表示。對n型阻擋層

歐姆接觸可以通過金屬半導(dǎo)體形成反阻擋層或隧道效應(yīng)制造。實際生產(chǎn)中，主要利用隧道效應(yīng)在半導(dǎo)體上制造歐姆接觸。