当前课程知识点:微电子器件原理 > 第2章 PN结 > 2.4 大注入效应 > 2.4 大注入效应
大注入效应
前面给出的PN结正向电流电压方程仅适用于小注入情形,在大注入下,由于大注入自建电场的存在及大注入的特点,PN结的电流电压方程将发生变化,PN结大注入效应将给出适合大注入的电流电压方程。
大注入:注入某区边界附近的非平衡少子浓度远大于该区的平衡多子浓度。
当n区发生大注入效应时,其边界条件为
在大注入自建电场的作用下,大注入下的PN结电流方程为
电流随电压上升的速度减缓。
大注入效应
1、大注入的概念
PN 结在正向电压下,势垒区两侧均有非平衡少子的注入。以N 区为例,当有空穴注入时,由于静电感应作用,在 N 区会出现相同数量的电子以使该区仍保持大体上的电中性。
小注入:注入某区边界附近的非平衡少子浓度远小于该区的平衡多子浓度。
这时非平衡多子可以忽略,即:
大注入:注入某区边界附近的非平衡少子浓度远大于该区的平衡多子浓度。即:
在N 区中 xn 附近:
在P 区中(- xp)附近:
2、大注入下的少子边界条件
以下推导大注入条件下的边界条件、少子分布与扩散电流。当N区发生大注入时,在xn处:
于是有:
另一方面,已知在有外加电压时,耗尽区中(包括耗尽区边界处)的载流子浓度乘积为:
于是可得:
同理,当P区发生大注入时,有:
以上两式就是大注入的边界条件,与小注入不同(注意与小注入边界条件进行比较)。
3、大注入自建电场
大注入下形成的多子浓度梯度所产生的电场,称为大注入自建电场。
利用多子电流为零可求得大注入自建电场的大小:
4、大注入下的PN结电流
利用N区的大注入边界条件来求解扩散方程,可得到N 区内的少子分布为(以 xn 处作为坐标原点):
对于N型区
于是有:
这相当于空穴电流仍只由扩散电流构成,但扩散系数扩大了一倍。这个现象称为 Webster 效应。
将大注入的pn(x)表达式代入 Jp 中,得:
同理可得若P 区发生大注入时的电子电流为:
由此可见,当发生大注入时,PN结的电流电压关系为:
在大注入情况下,电流随电压上升的速度减缓。
-1.1 泊松方程
--泊松方程
-1.2 电流密度方程
--电流密度方程
-1.3 连续性方程
--连续性方程
-2.1 PN结的平衡状态
--作业1
-2.2 准费米能级
--准费米能级ppt
-2.3 PN结的直流特性
--作业
-2.4 大注入效应
--大注入效应ppt
-2.5 PN结的击穿特性
--作业
-2.6 PN结势垒电容
--作业
-2.7 PN结交流小信号扩散电流和交流导纳
--作业
-2.8 PN结的开关特性
--作业
-2.9PN结二极管
-第2章作业考核
-3.1 引言
--3.1 引言
--第3章引言ppt
-3.2 双极晶体管基础
--作业
-3.3 均匀基区晶体管直流电流放大系数
--作业
-3.4 缓变基区晶体管直流电流放大系数
--作业
-3.5 晶体管直流电流电压方程
--作业
-3.6 晶体管的反向特性
--作业
--晶体管反向特性
-3.7 基极电阻
--基极电阻
--作业
--基极电阻ppt
-3.8电流放大系数与频率的关系
--作业
-3.9 高频小信号电流电压方程与等效电路
--作业
-3.10 功率增益和最高震荡频率
--ppt
-3.11 双极晶体管的功率特性
--1、大注入效应
--4、二次击穿
--5、最大耗散功率
--作业
--ppt
-第3章作业考核
-学习导航
-4.1 MOSFET的结构和工作原理
--作业
--ppt
-4.2 MOSFET的阈值电压
--阈值电压(1)
--阈值电压(2)
--作业
--ppt
-4.3 MOSFET输出特性的数值分析
--作业
--ppt
-4.4 亚阈值区导电
--作业
--ppt
-4.5 MOSFET的直流参数及温度特性
--作业
--ppt
-4.6 MOSFET的小信号交流参数及频率特性
--作业
--ppt
-4.7 MOSFET的短沟道效应
--短沟道效应
--ppt
-4.8 JFET和MESFET
--ppt
-第4章作业考核