为什么高掺杂的半导体耗尽层窄
① 关于半导体掺杂浓度与PN结耗尽层宽度问题
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,专最终会达到属动态平衡。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
② 为什么掺杂浓度较高,pn结就会越窄
在高掺杂浓度的情况下,因势垒区宽度很小,反向电压较大时,破版坏了势垒区内共权价键结构,使价电子脱离共价键束缚,产生电子-空穴对,致使电流急剧增大,这种击穿称为齐纳击穿。如果掺杂浓度较低,势垒区宽度较宽,不容易产生齐纳击穿。
齐纳击穿一般发生在掺杂浓度较高的PN结中。这是因为掺杂浓度较高的PN结,空间电荷区的电荷密度很大,宽度很窄,只要加很小的反向电压就能够建立起很强的电场,发生齐纳击穿。
(2)为什么高掺杂的半导体耗尽层窄扩展阅读
从PN结的形成原理可以看出,要想让PN结导通形成电流,必须消除其空间电荷区的内部电场的阻力。很显然,给它加一个反方向的更大的电场,即P区接外加电源的正极,N区结负极,就可以抵消其内部自建电场,使载流子可以继续运动,从而形成线性的正向电流。
而外加反向电压则相当于内建电场的阻力更大,PN结不能导通,仅有极微弱的反向电流(由少数载流子的漂移运动形成,因少子数量有限,电流饱和)。
当反向电压增大至某一数值时,因少子的数量和能量都增大,会碰撞破坏内部的共价键,使原来被束缚的电子和空穴被释放出来,不断增大电流,最终PN结将被击穿(变为导体)损坏,反向电流急剧增大。
③ 为什么高掺杂的半导体耗尽层窄呢
见“http://blog.163.com/xmx028@126/”中的有关说回明。答
④ 为什么高掺杂的半导体耗尽层窄
电场强度等于:掺杂浓度*宽度(E=Nd*W)
电势差等于:电场强度*宽度
所以:电势差等于掺杂浓度*宽度的平方。
搞掺杂的掺杂能读大,所以耗尽层宽度窄。
⑤ PN结耗,尽层宽度跟参杂浓度的关系是什么
第一问:对于N型半导体,自由电子是多数载流子(多子)——杂质原子提供,空穴是少数版载流子(少权子)——热激发形成;而P型半导体,空穴是多子——掺杂形成,自由电子是少子——热激发形成。多子的数量与掺杂浓度有关,高掺杂则多子数量多。P型半导体和N型半导体中间的空间电荷区就是PN结,因为其缺少多子又称耗尽层。高掺杂时耗尽层两端的浓度差大,多子的扩散运动剧烈,空间电荷区理论上加宽,但是空间电荷区产生的内电场导致少子的漂移运动也剧烈,空间电荷区又要变薄,最终要达到动态平衡,所以相比低掺杂时达到动态平衡所需时间更短,载流子运动距离短,电子和空穴很快就复合了,耗尽层也就窄了。
“齐纳击穿说不大的反向电压就可以在耗尽层形成很强的电场”,前面已经说过高掺杂,耗尽层宽度(d)小,将其看成平行板电容器,内电场E=U/d,所以E很强,直接打断共价键。
第二问:齐纳击穿,掺杂浓度高,内电场强,利用这一性质做成了稳压管;
雪崩击穿,掺杂浓度低,碰撞电离,就像滚雪球的倍增效应,利用这一性质做成了整流二极管。两者都属于电击穿,一定条件下是可逆的。
⑥ 在模拟电子中,为什么参杂浓度越高,耗尽层越窄,参杂浓度越小,耗尽层越宽呢
这个很好理来解,“耗尽层”,自顾名思义,他的主导作用就是起到电阻作用的,其他的作用咱先不说,既然是电阻,那就按电阻的性质来分析一下,比如一杯水的电阻大小是不是和他的温度啊还有他的浓度(干净程度)啊什么的有关系。浓度越大他的可导电分子就愈多,导电性能就越好,浓度越小,就像蒸馏水一样,鬼才信他能导电呢,呵呵呵,所以我对耗尽层的理解就是电阻层,
⑦ 为什么掺杂浓度越高,PN结越窄 P,N都是高掺杂的情况下,为什么PN结却越窄了
简单的说抄:掺杂浓度过高袭,杂质原子过于靠近,从而相互结合,这就减少了参与到PN结形成的杂质原子数量,从而造成PN结变窄.
以下信息供参考理解用:
晶体是由许多原子在靠近时,通过电子轨道相互重叠并“成键”后组成.
此时,原子中的“电子状态”将由“能级状态”转变为“能带状态”——即能级展宽为能带.
类似地,当掺杂浓度很高、以致相邻“杂质原子”的电子轨道发生交叠时,杂质能级即展宽为杂质能带.
电子在杂质能带中同样具有一定的导电性;不过因为杂质原子轨道的交叠不会很大,则杂质能带的宽度较小,从而导电作用不大 (一般只是在低温下有贡献).
当半导体的掺杂浓度很高时,大量的杂质中心的电势将使得导带和价带出现能带尾;如果掺杂浓度高到使能带尾与杂质能带相连时,就将造成半导体能隙变窄.
微观粒子系统处于各稳定的能量状态时所具有的能量值.
原子在形成分子时,原子轨道构成具有分立能级的分子轨道.由原子轨道所构成的分子轨道的数量非常之大,以至于可以将所形成的分子轨道的能级看成是准连续的,即形成了能带.
⑧ 模拟电子技术基础 为什么在高掺杂的情况下,耗尽层(空间电荷区)宽度很窄
按照半导体物理学,耗尽层(空间电荷区)就是掺杂造成的。自然,掺杂越多,耗回尽层就越答宽。
你用的模拟电子技术基础写错了。
老旧模电书写错的地方海多了。
这是因为,半导体物理学是模拟电子学的基础。但是老旧模拟电子技术教科书,基本上没怎么用半导体物理学。
所谓,基础不牢地动山摇呀!
⑨ PN结在高掺杂的情况下,耗尽层宽度为什么变窄
这是一个关于器件物理的问题,建议去参见“http://blog.163.com/xmx028@126/”中内的有关容说明。
⑩ 为什么掺杂浓度越高,PN结越窄
简单的说:掺杂浓来度自过高,杂质原子过于靠近,从而相互结合,这就减少了参与到PN结形成的杂质原子数量,从而造成PN结变窄。
以下信息供参考理解用:
晶体是由许多原子在靠近时,通过电子轨道相互重叠并“成键”后组成。
此时,原子中的“电子状态”将由“能级状态”转变为“能带状态”——即能级展宽为能带。
类似地,当掺杂浓度很高、以致相邻“杂质原子”的电子轨道发生交叠时, 杂质能级即展宽为杂质能带。
电子在杂质能带中同样具有一定的导电性;不过因为杂质原子轨道的交叠不会很大,则杂质能带的宽度较小,从而导电作用不大 (一般只是在低温下有贡献)。
当半导体的掺杂浓度很高时,大量的杂质中心的电势将使得导带和价带出现能带尾;如果掺杂浓度高到使能带尾与杂质能带相连时,就将造成半导体能隙变窄。
能级解释:微观粒子系统处于各稳定的能量状态时所具有的能量值。
能带解释:原子在形成分子时,原子轨道构成具有分立能级的分子轨道。由原子轨道所构成的分子轨道的数量非常之大,以至于可以将所形成的分子轨道的能级看成是准连续的,即形成了能带。