半导体物理-第六章(教材PPT)-刘恩科

六、推导爱因斯坦关系式（5分）：
推导爱因斯坦关系式
Dn k0T
n q
证：热平衡时，漂移和扩散产生的电流相等，有：
n0 (x)n E

Dn
dn0 (x) dx
(1)
E dV (x) dx
（2）
又 所以：
n0 (x)

Nc
exp[
EF

Leabharlann Baidu
qV (x) k0T
Ec
]
dn0 (x) dx

q n0 (x) k0T
dV (x) dx
(3)
将（2）（3）代人（1）得： Dn k0T n q
证明反向饱和电流公式
Js

qDn n p0 Ln

qDp Pn0 Lp
可改写为：
Js

b
2 i
(1 b)2
k0T q
1 ( n Ln
1) pLp
b n p , n , p分别为n型和p型半导体电导率， Dn , Dp , Ln , Lp分别为半导体的扩散系数和扩散长度
证：因为
Dn

K0T q
n, Dp

k0T q
p ,np0

ni2 p p0
,
pn0

ni2 nno
i qni ( n p )
所以： J s

k 0Tni2 [
n Ln Pp0

p ] L p nn0
k
0
2 i
q
np [ 1 (n p )2 Ln p

第六章 PN结
6.1 热平衡条件下的PN 结 6.2 PN结的伏安特性
本章重点：PN结的形成 PN结的性质
• PN结是同一块半导体晶体内P型区和N型区之间的边界 • PN结是各种半导体器件的基础，了解它的工作原理有助于
更好地理解器件
• 典型制造过程：合金法、扩散法
6.1 热平衡条件下的PN 结
突变结: 浅结、重掺杂（<1um）
或外延的PN结
线性缓变结: 深结（>3um）
PN结的形成
2019年10月31日星期四
PN结中的能带
• PN
6.2 PN结的伏安特性
• PN结反偏时
qV J Js exp( k0T )
作业： 1。证明热平衡时，P区和N区的费米能级 相等。
课后作业：
1。推导爱因斯坦关系。 2。第六章 习题4
1 ]
Lp n

k
0Tb
2 i
[
1

1]
q(1 b)2 Ln p Lp n