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為什麼高摻雜的半導體耗盡層窄

發布時間: 2021-01-09 12:51:41

① 關於半導體摻雜濃度與PN結耗盡層寬度問題

概念上的問題
首先,沒有擴散能量這個概念,擴散是一種自然進行的動作,專最終會達到屬動態平衡。而耗盡層寬度就取決於達到動態平衡狀態的摻雜濃度。

而耗盡層的寬度主要受到兩種作用的影響,那就是多子的擴散和少子的漂移,擴散是由於濃度差的存在,漂移是因為空間電荷區的電場作用,兩者達到動態平衡後耗盡層寬度就不再變化。
摻雜濃度越高,耗盡區越寬,而不是越窄,濃度升高,擴散作用變強,空間電荷區變寬,同時漂移作用增強阻礙擴散,達到平衡後實際耗盡區寬度是變寬了。

最後,電場強度如上所述,是會隨著摻雜濃度變化的,而不是不變的

② 為什麼摻雜濃度較高,pn結就會越窄

在高摻雜濃度的情況下,因勢壘區寬度很小,反向電壓較大時,破版壞了勢壘區內共權價鍵結構,使價電子脫離共價鍵束縛,產生電子-空穴對,致使電流急劇增大,這種擊穿稱為齊納擊穿。如果摻雜濃度較低,勢壘區寬度較寬,不容易產生齊納擊穿。

齊納擊穿一般發生在摻雜濃度較高的PN結中。這是因為摻雜濃度較高的PN結,空間電荷區的電荷密度很大,寬度很窄,只要加很小的反向電壓就能夠建立起很強的電場,發生齊納擊穿。

(2)為什麼高摻雜的半導體耗盡層窄擴展閱讀

從PN結的形成原理可以看出,要想讓PN結導通形成電流,必須消除其空間電荷區的內部電場的阻力。很顯然,給它加一個反方向的更大的電場,即P區接外加電源的正極,N區結負極,就可以抵消其內部自建電場,使載流子可以繼續運動,從而形成線性的正向電流。

而外加反向電壓則相當於內建電場的阻力更大,PN結不能導通,僅有極微弱的反向電流(由少數載流子的漂移運動形成,因少子數量有限,電流飽和)。

當反向電壓增大至某一數值時,因少子的數量和能量都增大,會碰撞破壞內部的共價鍵,使原來被束縛的電子和空穴被釋放出來,不斷增大電流,最終PN結將被擊穿(變為導體)損壞,反向電流急劇增大。

③ 為什麼高摻雜的半導體耗盡層窄呢

見「http://blog.163.com/xmx028@126/」中的有關說回明。答

④ 為什麼高摻雜的半導體耗盡層窄

電場強度等於:摻雜濃度*寬度(E=Nd*W)
電勢差等於:電場強度*寬度
所以:電勢差等於摻雜濃度*寬度的平方。
搞摻雜的摻雜能讀大,所以耗盡層寬度窄。

⑤ PN結耗,盡層寬度跟參雜濃度的關系是什麼

第一問:對於N型半導體,自由電子是多數載流子(多子)——雜質原子提供,空穴是少數版載流子(少權子)——熱激發形成;而P型半導體,空穴是多子——摻雜形成,自由電子是少子——熱激發形成。多子的數量與摻雜濃度有關,高摻雜則多子數量多。P型半導體和N型半導體中間的空間電荷區就是PN結,因為其缺少多子又稱耗盡層。高摻雜時耗盡層兩端的濃度差大,多子的擴散運動劇烈,空間電荷區理論上加寬,但是空間電荷區產生的內電場導致少子的漂移運動也劇烈,空間電荷區又要變薄,最終要達到動態平衡,所以相比低摻雜時達到動態平衡所需時間更短,載流子運動距離短,電子和空穴很快就復合了,耗盡層也就窄了。
「齊納擊穿說不大的反向電壓就可以在耗盡層形成很強的電場」,前面已經說過高摻雜,耗盡層寬度(d)小,將其看成平行板電容器,內電場E=U/d,所以E很強,直接打斷共價鍵。
第二問:齊納擊穿,摻雜濃度高,內電場強,利用這一性質做成了穩壓管;
雪崩擊穿,摻雜濃度低,碰撞電離,就像滾雪球的倍增效應,利用這一性質做成了整流二極體。兩者都屬於電擊穿,一定條件下是可逆的。

⑥ 在模擬電子中,為什麼參雜濃度越高,耗盡層越窄,參雜濃度越小,耗盡層越寬呢

這個很好理來解,「耗盡層」,自顧名思義,他的主導作用就是起到電阻作用的,其他的作用咱先不說,既然是電阻,那就按電阻的性質來分析一下,比如一杯水的電阻大小是不是和他的溫度啊還有他的濃度(干凈程度)啊什麼的有關系。濃度越大他的可導電分子就愈多,導電性能就越好,濃度越小,就像蒸餾水一樣,鬼才信他能導電呢,呵呵呵,所以我對耗盡層的理解就是電阻層,

⑦ 為什麼摻雜濃度越高,PN結越窄 P,N都是高摻雜的情況下,為什麼PN結卻越窄了

簡單的說抄:摻雜濃度過高襲,雜質原子過於靠近,從而相互結合,這就減少了參與到PN結形成的雜質原子數量,從而造成PN結變窄.
以下信息供參考理解用:
晶體是由許多原子在靠近時,通過電子軌道相互重疊並「成鍵」後組成.
此時,原子中的「電子狀態」將由「能級狀態」轉變為「能帶狀態」——即能級展寬為能帶.
類似地,當摻雜濃度很高、以致相鄰「雜質原子」的電子軌道發生交疊時,雜質能級即展寬為雜質能帶.
電子在雜質能帶中同樣具有一定的導電性;不過因為雜質原子軌道的交疊不會很大,則雜質能帶的寬度較小,從而導電作用不大 (一般只是在低溫下有貢獻).
當半導體的摻雜濃度很高時,大量的雜質中心的電勢將使得導帶和價帶出現能帶尾;如果摻雜濃度高到使能帶尾與雜質能帶相連時,就將造成半導體能隙變窄.
微觀粒子系統處於各穩定的能量狀態時所具有的能量值.
原子在形成分子時,原子軌道構成具有分立能級的分子軌道.由原子軌道所構成的分子軌道的數量非常之大,以至於可以將所形成的分子軌道的能級看成是准連續的,即形成了能帶.

⑧ 模擬電子技術基礎 為什麼在高摻雜的情況下,耗盡層(空間電荷區)寬度很窄

按照半導體物理學,耗盡層(空間電荷區)就是摻雜造成的。自然,摻雜越多,耗回盡層就越答寬。
你用的模擬電子技術基礎寫錯了。
老舊模電書寫錯的地方海多了。
這是因為,半導體物理學是模擬電子學的基礎。但是老舊模擬電子技術教科書,基本上沒怎麼用半導體物理學。
所謂,基礎不牢地動山搖呀!

⑨ PN結在高摻雜的情況下,耗盡層寬度為什麼變窄

這是一個關於器件物理的問題,建議去參見「http://blog.163.com/xmx028@126/」中內的有關容說明。

⑩ 為什麼摻雜濃度越高,PN結越窄

簡單的說:摻雜濃來度自過高,雜質原子過於靠近,從而相互結合,這就減少了參與到PN結形成的雜質原子數量,從而造成PN結變窄。
以下信息供參考理解用:
晶體是由許多原子在靠近時,通過電子軌道相互重疊並「成鍵」後組成。
此時,原子中的「電子狀態」將由「能級狀態」轉變為「能帶狀態」——即能級展寬為能帶。
類似地,當摻雜濃度很高、以致相鄰「雜質原子」的電子軌道發生交疊時, 雜質能級即展寬為雜質能帶。
電子在雜質能帶中同樣具有一定的導電性;不過因為雜質原子軌道的交疊不會很大,則雜質能帶的寬度較小,從而導電作用不大 (一般只是在低溫下有貢獻)。
當半導體的摻雜濃度很高時,大量的雜質中心的電勢將使得導帶和價帶出現能帶尾;如果摻雜濃度高到使能帶尾與雜質能帶相連時,就將造成半導體能隙變窄。
能級解釋:微觀粒子系統處於各穩定的能量狀態時所具有的能量值。
能帶解釋:原子在形成分子時,原子軌道構成具有分立能級的分子軌道。由原子軌道所構成的分子軌道的數量非常之大,以至於可以將所形成的分子軌道的能級看成是准連續的,即形成了能帶。

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