版权©2014，版权保留，侵犯必究 耗尽区宽度 pn结上的总静电势为： 出2w+w)- WNA 2 1+ NA 耗尽区总宽度： 2Esi(NA +Np) 7V W。=w,+w-。 N -%)2 其中，p型区和n型区的宽度分别为： 1/2 12 W。= 2Es1(中。-6) W= 21(中。-6) q,1+心 1+ 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -0117- 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 -0117- 耗尽区宽度 pn结上的总静电势为： 耗尽区总宽度： 其中，p型区和n型区的宽度分别为： ( ) 2 2 2 p A A 0 D 1 2 Ap Dn si si D q q 1 2 2 W N N Φ V V V NW NW ε ε N − =+ = + = + WWW d pn =+= ( ) 1 2 si 0 D p A A D 2 q 1 ε Φ V W N N N − = + ( ) 1 2 si 0 D n D D A 2 q 1 ε Φ V W N N N − = + 1 2 si A D 1 2 0 D A D 2( ) ( ) q ε N N Φ V N N + −
版权©2014，版权保留，侵犯必究 例题1： 一个硅材料pn结的掺杂溶度Ns=1016原子/cm3和N=1017 原子lc3,在10V反偏电压下，计算结的内建势和耗尽区 宽度。 解：在300K时，内建势： 、 NAND =0.026in 1016×1017 。=Vl n2 2.25x1020=757mV p型区的耗尽区宽度 1/2 2×1.04×10-12×10.757 72 W。= 2Es(中。-V6) =1.1×104cm 1.6×10-19×1016×1.1 =1.1μm n型区的耗尽区宽度W,=W(Na/No)=0.11um 复旦大学 射频集成电路设计研究小组 -0118- 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 -0118- 例题1： 一个硅材料pn结的掺杂溶度NA=1016原子/cm3和 ND=1017 原子/cm3，在10 V反偏电压下，计算结的内建势和耗尽区 宽度。 解：在300K时，内建势： p型区的耗尽区宽度 n型区的耗尽区宽度 16 17 A D 0 Τ 2 20 i 10 10 ln 0.026ln 757 mV 2.25 10 N N Φ V n × = = = × ( ) 1 2 1 2 12 si 0 D 4 p 19 16 A A D 2 2 1.04 10 10.757 1.1 10 cm 1.6 10 10 1.1 q 1 ε Φ V W N N N − − − − ×× × = = = × × ×× + n pA D W WN N = ( ) 0.11 = μm = 1.1 μm
版权©2014，版权保留，侵犯必究 耗尽区内的固定电荷 71/2 Q=Q*=Q=qNoW= 2 qNpesi(中。-V%) 当Na>N0时Q,≈[2qes(中。-6)W]W2 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -0119- 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 -0119- 耗尽区内的固定电荷 当NA>>ND时 1 2 D si 0 D j D n D A 2q ( ) q 1 N ε Φ V Q Q Q NW N N + − − = = = = + ≈ ( −) 1 2 j si 0 D D Q [2qε Φ V N ]
版权©2014，版权保留，侵犯必究 耗尽电容 照a" qEsi NANo 71/2 C Wa 1- qesi NAN 其中，Cn2本，N+N, sN>Mc® siNp 0 6 Depletion capacitance as a function of externally applied junction voltage 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -0120- 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 -0120- 耗尽电容 其中， 当NA>>ND时， 1 2 j si A D si j D 0 DA D d d q d 2( ) Q ε N N C V Φ VN N ε W = = = = − + si A j0 0A D q 2 ε N N C Φ N N = + Ｄ ≈ si D j0 0 q 2 ε N C Φ ≈ − D j j0 0 0 2 1 V Q C Φ Φ 0 Φ0 VD Cj Cj0 Depletion capacitance as a function of externally applied junction voltage j0 D 0 1 C V Φ −
版权©2014，版权保留，侵犯必究 例题2： 一个硅材料pn结的掺杂溶度Ns=1016原子/cm3和Nb=1017 原子/cm3,计算面积10um×10um的pn结在0V偏压下的 耗尽电容？在3V反偏电压下，pn结耗尽电容是多少？ 解：0V偏压下，面耗尽电容为， qEsi NANp 1.6×10-19×1.04×1012×1017 V2中，Wa+NV 2×0.757×11 =3.16×108F/cm2=0.316ff/um2 面积10μm×10μm的pn结的耗尽电容为31.6f 3V反偏电压下，耗尽电容为， 3.16ff ==1.42ff -3 0.757 复旦大学射频集成电路设计研究小组 -0121- 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 -0121- 例题2： 一个硅材料pn结的掺杂溶度NA=1016原子/cm3和 ND=1017 原子/cm3，计算面积10 μm×10 μm的pn结在0 V偏压下的 耗尽电容？在3 V反偏电压下，pn结耗尽电容是多少？ 解：0 V偏压下，面耗尽电容为， 面积10 μm×10 μm的pn结的耗尽电容为31.6 fF 3 V反偏电压下，耗尽电容为， 19 12 17 si A D j0 0A D 8 2 2 q 1.6 10 1.04 10 10 2 2 0.757 11 3.16 10 F/cm 0.316 fF/μm ε N N C Φ N N − − − × ×× × = = + ×× =× = T,j0 T,j D 0 3.16 fF 1.42 fF 3 1 1 0.757 C C V Φ = = = − − −