半导体器件物理习题答案
4页1、1、简要的回答并说明理由:、简要的回答并说明理由:p+-n 结的势垒宽度主要决定于结的势垒宽度主要决定于 n 型一边、还是型一边、还是 p 型一型一 边的掺杂浓度?边的掺杂浓度?p+-n 结的势垒宽度与温度的关系怎样?结的势垒宽度与温度的关系怎样?p+-n 结的势垒宽度与外加电结的势垒宽度与外加电 压的关系怎样?压的关系怎样?Schottky 势垒的宽度与半导体掺杂浓度和温度分别有关吗?势垒的宽度与半导体掺杂浓度和温度分别有关吗? 【解答】p+-n 结是单边突变结,其势垒厚度主要是在 n 型半导体一边,所以 p+-n 结的势垒宽度主要决定于 n 型一边的掺杂浓度;而与 p 型一边的掺杂浓度关系不大。因为 势垒区中的空间电荷主要是电离杂质中心所提供的电荷(耗尽层近似) ,则掺杂浓度越大, 空间电荷的密度就越大,所以势垒厚度就越薄。因为在掺杂浓度一定时,势垒宽度与势 垒高度成正比,而势垒高度随着温度的升高是降低的,所以 p+-n 结的势垒宽度将随着温度 的升高而减薄;当温度升高到本征激发起作用时,p-n 结即不复存在,则势垒高度和势垒 宽度就都将变为0。外加正向电压时,势垒区中的电场减弱,
2、则势垒高度降低,相应地 势垒宽度也减薄;外加反向电压时,势垒区中的电场增强,则势垒高度升高,相应地势垒 宽度也增大。Schottky 势垒区主要是在半导体一边,所以其势垒宽度与半导体掺杂浓度 和温度都有关(掺杂浓度越大,势垒宽度越小;温度越高,势垒宽度也越小) 。 2、简要的回答并说明理由:、简要的回答并说明理由:p-n 结的势垒高度与掺杂浓度的关系怎样?结的势垒高度与掺杂浓度的关系怎样?p-n 结结 的势垒高度与温度的关系怎样?的势垒高度与温度的关系怎样?p-n 结的势垒高度与外加电压的关系怎样?结的势垒高度与外加电压的关系怎样? 【解答】因为平衡时 p-n 结势垒(内建电场区)是起着阻挡多数载流子往对方扩散 的作用,势垒高度就反映了这种阻挡作用的强弱,即势垒高度表征着内建电场的大小;当 掺杂浓度提高时,多数载流子浓度增大,则往对方扩散的作用增强,从而为了达到平衡, 就需要更强的内建电场、即需要更高的势垒,所以势垒高度随着掺杂浓度的提高而升高 (从 Fermi 能级的概念出发也可说明这种关系:因为平衡时 p-n 结的势垒高度等于两边半 导体的 Fermi 能级的差,当掺杂浓度提高时,
3、则 Fermi 能级更加靠近能带极值n 型半导体 的更靠近导带底,p 型半导体的更靠近价带顶,使得两边 Fermi 能级的差变得更大,所以 势垒高度增大) 。因为温度升高时,半导体的 Fermi 能级将远离能带极值,所以 p-n 结 两边半导体的 Fermi 能级的差变小,所以势垒高度将随着温度的升高而降低。当 p-n 结 上加有正向电压时,即使势垒区中的总电场减弱,则势垒高度降低;当加有反向电压时, 即使势垒区中的总电场增强,则势垒高度增大。 3、简要的回答并说明理由:、简要的回答并说明理由:p-n 结的势垒电容与电压和频率分别有何关系?结的势垒电容与电压和频率分别有何关系?p-n 结的扩散电容与电压和频率分别有何关系?结的扩散电容与电压和频率分别有何关系? 【解答】p-n 结的势垒电容是势垒区中空间电荷随电压而变化所引起的一种效应 (微分电容) ,相当于平板电容。反向偏压越大,势垒厚度就越大,则势垒电容越小。加有 正向偏压时,则势垒厚度减薄,势垒电容增大,但由于这时正偏 p-n 结存在有导电现象, 不便确定势垒电容,不过一般可认为正偏时 p-n 结的势垒电容等于0偏时势垒电容的4倍
4、。 p-n 结的势垒电容与频率无关:因为势垒电容在本质上是多数载流子数量的变化所引起的, 而多数载流子数量的变化是非常快速的过程,所以即使在高频信号下势垒电容也存在,因 此不管是高频还是低频工作时,势垒电容都将起着重要的作用。p-n 结的扩散电容是两 边扩散区中少数载流子电荷随电压而变化所引起的一种微分电容效应,因此扩散电容是伴 随着少数载流子数量变化的一种特性。正向电压越高,注入到扩散区中的少数载流子越多, 则扩散电容越大,因此扩散电容与正向电压有指数函数关系。又,由于少数载流子数量的 变化需要一定的时间 t(产生寿命或者复合寿命的时间) ,当电压信号频率 f 较高(2f 1/t)时,少数载流子数量的增、减就跟不上,则就呈现不出电容效应,所以扩散电容只有 在低频下才起作用。 4、对于实际的、对于实际的 Si/p-n 结:结:正向电流和反向电流分别主要包含哪些不同性质的电流正向电流和反向电流分别主要包含哪些不同性质的电流 分量?分量?正向电流与温度和掺杂浓度的关系分别怎样?正向电流与温度和掺杂浓度的关系分别怎样?反向电流与温度和掺杂浓度的关反向电流与温度和掺杂浓度的关 系分别怎样?系分
《半导体器件物理习题答案》由会员kms****20分享,可在线阅读,更多相关《半导体器件物理习题答案》请在金锄头文库上搜索。
高三文科数学(长方体模型1)
高一生物:必修2 1.1孟德尔的豌豆杂交实验
遗传学第1章 绪言
高等代数课件--第三章 线性方程组§3.3 线性相关性
高二数学(1.1-1空间几何体及棱柱、棱锥的结构特征)
递回关系与演算法分析
过程是vb的基本组成单位
营养器官的生长
细菌真菌在生物圈中的作用课件(济南版七年级上)
自动化-ab变频器的原理及其应用
网络操作系统-第16章 windows server 2003安全管理
网络安全+第4讲+防火墙
素材-接触网施工技术-双线隧道吊柱安装
系统结构第5章
计算机体系结构实验2008
计算机系统安全
高考词汇总常用词v
软件测试tmap
电脑文件被删除怎么恢复图文教程
电子教案--第9章
2023-11-23 7页
2024-02-18 4页
2023-05-02 3页
2023-12-11 6页
2023-12-01 10页
2023-04-02 11页
2023-02-02 4页
2023-03-12 4页
2023-12-15 3页
2023-06-10 5页