半導體物理(課堂PPT)課件

1、PowerPoint2003半導體物理習題課件第八章1半導體物理學習題 第八章81828384878889810281 導出使表面恰為本征時的表面電場強度，表面電荷密度和表面層電容的表達式（P型硅）。 解答： P型硅， 能帶不彎， ，表面本征時， ， 由公式8-17得， 由公式8-18得， 3其中 4P型硅表面本征，能帶下彎， 返回582 解答：67返回883 對于MOS電容， 的厚度為 ,n型硅， ，計算室溫下的平常電容 解答：9返回1084 導出理想MIS結(jié)構的開啟電壓隨溫度變化的關系式。 解答：與溫度無關，11返回1287 計算下列情況的平帶電壓的變化： 氧化層均勻分布正電荷；三角行分布

2、，金屬附近高，硅附近低；三角形分布，金屬附近低，硅附近高。并假設單位面積的總離子數(shù)為 ， 氧化層厚度為 0.2 ， 解答：電荷均勻分布，面密度 1314 1516 體電荷密度返回1788 試導出下列情況下快表面態(tài)中單位面積電荷的表達式： 位于禁帶中央處 ；的單能級表面態(tài)，單位面積內(nèi)的表面態(tài)數(shù)為 均勻分布于整個帶的表面態(tài)，即 （以上兩題，假定表面態(tài)是受主型的，即當該表面態(tài)被 一個電子占據(jù)時帶負電，空著時為電中性）。解答： 18單位面積上的電荷量為電子的分布函數(shù)為：19 電子占據(jù)能量為E得表面態(tài)的幾率為：202122討論：對于本征半導體23對于一般半導體24對于非簡并p型或n型總有返回258-9

3、對 ，氧化層厚度 的硅柵控二極管，計算下其開啟電壓 與反壓的關系。取 解答：2627返回28810 （硅） 柵控二極管，其冶金結(jié)面積為 ； 襯底雜質(zhì)濃度 ，結(jié)深，氧化層厚度 壽命 ，表面復合速度 ；平帶電壓 ;柵極與n型區(qū)重疊面積為 。試計算： 襯底表面分別為本征和強反型時的柵電壓（室溫下結(jié) 電容為零時）； ， 在與同樣的柵壓下， ，正向電流和柵電壓的函數(shù)關系。29解答：上面式相等 ，開方，取對數(shù)得 303132a：3334時的反向電流b:時的反向電流由（1）知強反型時。35即 柵下n型表面處為強反型狀態(tài)少子空穴堆積界面態(tài)表面產(chǎn)生電流表面耗盡區(qū)產(chǎn)生電流 反向電流36時的反向電流37a：時流 結(jié)

4、的正向電 n區(qū)表面為多子積累狀態(tài)，只考慮冶金結(jié)的正向擴散電流和復合電流即可；又因是 結(jié)，可視為單向注入，即主要是空穴擴散電流。 38結(jié)的勢壘復合電流39時40b:時的 在（1）求過強反型時：,顯然為n型表面強反型。未加冶金結(jié)電壓時，強反型表面勢為 。 冶金結(jié)加上正向偏壓后表面勢降低為 場感應結(jié)41場感應結(jié)正向復合電流總的正向電流感應結(jié)復合電流 冶金結(jié)復合電流 +冶金結(jié)空穴擴散電流 +感應結(jié)空穴擴散電流 其中 42c: 求反向電流，正向電流與柵壓的關系冶金結(jié)耗盡層寬度為（外加反壓時 ，外加正壓時 ） 設感應結(jié)耗盡層的厚度為 ，絕緣層電容為 ， 平帶電壓為 ,表面勢為 ，則有：43解為： 負號無意義，取正號得： 44上式把表面耗盡層厚度表示為柵壓的函數(shù)。下邊分三種情況分析 的關系：結(jié)電流與 一 使表面積累，只有冶金結(jié)對電流有貢獻， 結(jié)反偏：結(jié)正偏：單向注入空穴擴散電流+冶金結(jié)正向復合電流45= = 顯然，正反電流均與無關。二 使表面耗盡，此時正反電流均與 有關：反向偏壓：46三 正偏壓 47由以