复旦大学电子工程系陈光梦 杂质半导体中的载流子浓度 多数载流子（简称多子）基本上由掺杂形 成，所以多子浓度接近掺杂浓度 ·少数载流子（简称少子）由本征激发形成 多子浓度远大于少子浓度 若在一块半导体材料中同时掺入施主杂质 0 和受主杂质，则产生杂质补偿作用，杂质 半导体的特性由掺杂浓度高的杂质所决定 2013/9/22 模拟电子学基础 6
2013/9/22 模拟电子学基础 6 复旦大学电子工程系 陈光梦 杂质半导体中的载流子浓度 多数载流子（简称多子）基本上由掺杂形 成，所以多子浓度接近掺杂浓度 少数载流子（简称少子）由本征激发形成 多子浓度远大于少子浓度 若在一块半导体材料中同时掺入施主杂质 和受主杂质，则产生杂质补偿作用，杂质 半导体的特性由掺杂浓度高的杂质所决定
复旦大学电子工程系陈光梦 载流子的运动 ■扩散 口载流子浓度梯度作用下载流子定向运动 口扩散电流的大小取决于载流子浓度梯度以及载 流子的扩散系数 ■漂移 口外电场作用下的载流子定向运动 口迁移率：平均漂移速度的比例因子，空穴和电 子的迁移率分别记为'和n 2013/9/22 模拟电子学基础 7
2013/9/22 模拟电子学基础 7 复旦大学电子工程系 陈光梦 载流子的运动 扩散 载流子浓度梯度作用下载流子定向运动 扩散电流的大小取决于载流子浓度梯度以及载 流子的扩散系数 漂移 外电场作用下的载流子定向运动 迁移率：平均漂移速度的比例因子，空穴和电 子的迁移率分别记为μp和μn
复旦大学电子工程系陈光梦 PN结 ·利用杂质补偿原理，在P型和N型半导体的界面上 形成PN结 口在PN结的界面上发生载流子的扩散 ·由于复合作用，界面上载流子被耗尽（耗尽层） 2013/9/22 模拟电子学基础 8
2013/9/22 模拟电子学基础 8 复旦大学电子工程系 陈光梦 P N PN结 利用杂质补偿原理，在P型和N型半导体的界面上 形成PN结 在PN结的界面上发生载流子的扩散 由于复合作用，界面上载流子被耗尽（耗尽层）
复旦大学电子工程系陈光梦 耗尽层内由于离子带电形成空间电荷区 空间电荷形成内建电场 内建电场引起的漂移运动与扩散运动方向相反，最 终阻止载流子的进一步移动 内建电场 P N 空间电荷区 2013/9/22 模拟电子学基础 9
2013/9/22 模拟电子学基础 9 复旦大学电子工程系 陈光梦 耗尽层内由于离子带电形成空间电荷区 空间电荷形成内建电场 内建电场引起的漂移运动与扩散运动方向相反，最 终阻止载流子的进一步移动 + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - P N 内建电场 空间电荷区
复旦大学电子工程系陈光梦 PN结的势垒高度 由于空间电荷区存在内建电场，电子在各处的电 势能不同，形成势垒 电子电势能 P区 N区 空间电荷区 电子电势能高 电子电势能低 0000O0 kT, In- AND=VIn NAND 2 ≈-2m/°C n dT 2013/9/22 模拟电子学基础 10
2013/9/22 模拟电子学基础 10 复旦大学电子工程系 陈光梦 PN结的势垒高度 由于空间电荷区存在内建电场，电子在各处的电 势能不同，形成势垒 P区 N区 空间电荷区 电子电势能 电子电势能低 电子电势能高 qVB 2 2 ln ln A D AD B T i i kT NN NN V V qn n mV/ C dT dVB 2