版权©2014，版权保留，侵犯必究 pn结的剖面图和符号 SiO2 Anode Cathode AI Anode x n+ 三 n Cathode pn junction p Bulk A cross section of a pn junction. 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -0112- 唐长文
复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权保留，侵犯必究 -0112- pn结的剖面图和符号 p+ n SiO2 pn junction p– Al Bulk A cross section of a pn junction. Anode Cathode Anode Cathode n+ ID VD
版权©2014，版权保留，侵犯必究 正偏pn结示意图：突变结 P-(p)--VInM Depletion region Φ=n)=yln n ⊕ ⊕⊕ 古 ⊕ ⊕⊕ 力* ⊕ ⊕ ⊕ Vo DO0000 ⊕ ⊕ ⊕ Electric field Applied external forward bias (a) 0V偏压条件下，pn结中内建电势为：( 。=Vln NAN 其中，n为本征载流子浓度：n=VN八e2kT 在300K时，V-kT≈26mV n≈1.5×1010cm-3 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -0113- 唐长文
复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权保留，侵犯必究 -0113- 正偏pn结示意图：突变结 0 V偏压条件下，pn结中内建电势为： 其中，ni 为本征载流子浓度： 在300 K时， A D 0 Τ 2 i ln N N Φ V n = g 2k i CV E T n NNe− = T k 26 mV q T V = ≈ ni ≃1.5×1010cm−3 D F Τ i (n) ln N Φ V n = A F Τ i (p) ln N Φ V n = − Electric field p+ n Depletion region Applied external forward bias (a) VD
版权©2014，版权保留，侵犯必究 空间电荷密度 Charge density p↑ g9% ⊕ W X -qNA 由电中性原则知，耗尽区内：W。Na=WNo 由泊松方程，当-W。<X<0, dV(x)_p_qNa dx2 其中Es=K。o,积分得： E(X) dx 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -0114- 唐长文
复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权保留，侵犯必究 -0114- 空间电荷密度 由电中性原则知，耗尽区内： 由泊松方程，当–Wp<x<0， 其中 ，积分得： WN WN pA nD = Charge density ρ x –qNA qND –Wp Wn 2 A 2 si si d () q d V x ρ N x ε ε =− = si si 0 ε = K ε A 1 si d() q ( ) d V x N E x x C x ε =− =− +
版权©2014，版权保留，侵犯必究 电场强度 Electric field E◆ -Wp W X Emax 第一个边界条件E(-W)=0, E(x)-aW.(x-W)--d (x) Esi x 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -0115 唐长文
复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权保留，侵犯必究 -0115- 电场强度 第一个边界条件E(–Wp)=0， A p si q d() () ( ) d N V x Ex x W ε x =− + =− 2 A p 2 si q ( ) 2 N x V x Wx C ε = ++ x Electric field E Emax –Wp Wn
版权©2014，版权保留，侵犯必究 静电势 Potential VWa fΦw tV1 -Wp W X 第二个边界条件V(O)=0,1 令-M,)=-Y,y=gW Esi 2 同理，从x=0到x=W的电压为V2, 4-9 qNp W Esi 2 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -0116- 唐长文
复旦大学 射频集成电路设计研究小组 唐长文 版权©2014，版权保留，侵犯必究 -0116- 静电势 x Potential V V1 V2 Φ0–VD –Wp Wn Wd 第二个边界条件V(0)=0， 令V(–Wp)=–V1， 同理，从x=0到x=Wn的电压为V2， 2 A p si q x ( ) 2 N V x W x ε = + 2 A p 1 si q 2 N W V ε = 2 D n 2 si q 2 N W V ε =