2022-2023学年高二物理竞赛课件:欧姆接触(共19张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛课件:欧姆接触(共19张PPT)

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(共19张PPT)
欧姆接触
欧姆接触
欧姆接触是接触电阻很低的结,理想状态下,欧姆接触所形成的电流是电压的线性函数。
两种欧姆接触:
使表面不产生势垒的接触
隧道效应
区别1.反向饱和电流的数量级
肖特基势垒二极管的反向饱和电流密度:
理想pn结二极管的反向饱和电流密度:
1、电流输运机构不同。
2、反向电流输运机构不同密度不同。pn结二极管的反偏电流主要由产生电流支配,~10-7A/cm2,比肖特基二极管小2~3个数量级。
0.3V
0.7V
区别2 开关特性
pn结二极管靠少子扩散运动形成电流,外加正偏电压时少子首先形成一定的积累,再靠扩散运动形成电流。
肖特基二极管的电流取决于多子通过内建电势的发射电流。外加正偏电压时直接形成漂移电流流走。
9.2欧姆接触
使表面不产生势垒的接触
使N型半导体表面更N,不上坡,下坡
9.2欧姆接触
9.2欧姆接触
金属与p型半导体非整流接触的理想情况
使p型半导体表面更p
9.2欧姆接触
前述没有考虑界面态的影响.实际由于界面态的影响,很难很好的形成欧姆接触.
上半部为受主态,位于EF下时带负电
(图9.11b)
下半部为施主态,位于EF上时带正电
(图9.13b)
因此,实际的欧姆接触采用隧道效应
9.2欧姆接触
隧道效应
100埃左右
隧道电流:
隧道电流随掺杂浓度的增大而指数增大。
接触电阻值
整流接触:
欧姆接触(隧道效应):
Rc随Nd呈指数规律变化。
9.2欧姆接触
9.3异质结
能带图
异质结的分类:
反型异质结;nP结,Np结,
大写字母表示较宽带隙材料。
同型异质结:nN结,pP结
有用的异质结,两种材料的晶格常数必须匹配。
9.3异质结
接触前
接触后,
电子从n—p;
空穴从p—n;
N区存在正空间电荷区;
P区存在负空间电荷区;
能带发生弯曲;
接触后
9.3异质结
9.3异质结
nN结热平衡时理想能带图(三角势阱)
GaAs
AlGaAs
二维电子气:电子堆积在异质结表面的势阱中,沿垂直于表面方向的运动变得量子化,即它的能量只能取一系列的分立值;而平行于表面的运动仍是自由的,能量可以是任意值。
9.3异质结
三角形势阱
z
x
y
低掺杂
散射小
9.3异质结
9.3异质结
IV特性
类似整流接触
Ew为有效势垒高度
小结
金半接触——整流接触;势垒高度的计算;
外加电压存在时,肖特基势垒的变化;
肖特基势垒二极管的理想I-V关系;
肖特基二极管与pn结二极管的区别;
欧姆接触;
异质结;

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