关于半导体掺杂浓度与PN结耗尽层宽度问题

问题描述:

关于半导体掺杂浓度与PN结耗尽层宽度问题
扩散是由于浓度差引起的,应该是浓度越大,扩散能量越强,那么耗尽层也应该越宽啊.实际却是掺杂浓度越大,耗尽层越窄.为什么呢?既然掺杂浓度越大,耗尽层越窄,那是不是说所有PN节耗尽层的电场强度都是一样的?
1个回答 分类:物理 2014-12-15

问题解答:

我来补答
概念上的问题
首先,没有扩散能量这个概念,扩散是一种自然进行的动作,最终会达到动态平衡.而耗尽层宽度就取决于达到动态平衡状态的掺杂浓度.
而耗尽层的宽度主要受到两种作用的影响,那就是多子的扩散和少子的漂移,扩散是由于浓度差的存在,漂移是因为空间电荷区的电场作用,两者达到动态平衡后耗尽层宽度就不再变化.
掺杂浓度越高,耗尽区越宽,而不是越窄,浓度升高,扩散作用变强,空间电荷区变宽,同时漂移作用增强阻碍扩散,达到平衡后实际耗尽区宽度是变宽了.
最后,电场强度如上所述,是会随着掺杂浓度变化的,而不是不变的
再问: 就是啊,既然扩散是由于载流子浓度差引起的,应该是掺杂浓度越大,耗尽层越宽的,但是实际上确实是掺杂浓度越大,耗尽层越窄,内因是啥呢?我分析既然掺杂浓度越大,耗尽层越窄,那么就说明耗尽层的电场强度跟掺杂浓度在一定范围内变化关系不大,因为掺杂浓度和耗尽层宽度成反比,它们的乘积也就基本不变,也就是电场强度基本不变.
再答: 掺杂浓度越大,耗尽层越窄 这个结论是哪里看到的?
再问: 掺杂浓度越大,耗尽层越窄 这个结论是哪里看到的? 这个结论每本书都有,举个例子,清华大学出版的《模拟电子技术基础》童诗白 ,这本书里就有这个结论,在第16页,掺杂浓度高的时候的反向击穿是齐纳击穿,其原因就是因为耗尽层窄,不大的反向电压就能击穿PN结,而掺杂浓度低时的击穿为雪崩击穿,其原因就是因为耗尽层宽,靠的是比较高的反向电压来加速电子的速度把电子撞出共价键,后面还有。。。。。
再答: 毕业很久了,具体推导也记不得了,应该是开始的时候是展宽的,掺杂浓度到了一定数量级后耗尽层就会变窄。 击穿的问题和外加电压较为相关吧,电压小的时候是雪崩,电压高的时候会变为齐纳击穿。
 
 
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