《微电子器件原理》知识点小结
重要知识点
PN结：半导体的一个区均匀掺杂了受主杂质，而相邻的区域均匀掺杂了施主杂质，这种PN结称为同质结。在冶金结两边的p区与
区内分别形成了空间电荷区或耗尽区，该区内不存在任何可以移动的电子或空穴。由于耗尽区内存在净空间电荷密度，耗尽区内有一个电场，电场方向由
区指向p区。空间电荷区内部存在电势差，在零偏压的条件下，该电势差即内建电势差维持热平衡状态，并且在阻止
区内多子电子向p区扩散的同时，阻止p区内多子空穴向
区扩散。PN结的反偏电压增加了势垒的高度，增加了空间电荷区的宽度，并且增强了电场。理想PN结的电流电压推导的4个假设基础：①耗尽层突变近似；②载流子的统计分布采用麦克斯韦玻尔兹曼近似；③小注入假设；④PN结内的电流值处处相等；PN结内的电子电流与空穴电流分别为连续函数；耗尽区内的电子电流与空穴电流为恒定值。PN结二极管：当p
结外加正偏电压时（p区相对于
区为正），p
结内部的势垒就会降低，于是p区空穴与
区电子就会穿过空间电荷区流向相应的区域。注入到
区内的空穴与注入到p区内的电子成为相应区域内的过剩少子。过剩少子的行为由双极输运方程描述。由于少子浓度梯度的存在，p
结内存在少子扩散电流。反偏p
结的空间电荷区内产生了过剩载流子。在电场作用下，这些载流子被扫出了空间电荷区，形成反偏产生电流。产生电流是二极管反偏电流的一个组成部分。p
结正偏时，穿过空间电荷区的过剩载流子可能发生复合，产生正偏复合电流。复合电流是p
结正偏电流的另一个组成部分。当p
结的外加反偏电压足够大时，就会发生雪崩击穿。此时，p
结体内产生一个较大的反偏电流。击穿电压为p
结掺杂浓度的函数。在单边p
结中，击穿电压时低掺杂一侧掺杂浓度的函数。当p
结由正偏状态转换到反偏状态时，p
结内存储的过剩少数载流子会被移走，即电容放电。放电时间称为存储时间，它是二极管开关速度的一个限制因素。将热平衡状态下P区内少子电子的浓度与N区内多子电子的浓度联系在了一起。少子浓度随着从空间电荷区边缘向中性区内延伸的距离的增大而指数衰减，并逐渐趋向其热平衡值。远离结区域的P区多子空穴漂移电流既提供了穿过空间电荷区向N区注入的空穴，又提供了因与过剩少子电子复合而损失的空穴。随着外加电压的变化，ΔQ不断被交替地充电与放电，少子电荷存储量的变化与电压变化量的比值，即为扩散电容。金属半导体和r