2022-2023学年高二物理竞赛课件:热电子发射理论IV特性(共11张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛课件:热电子发射理论IV特性(共11张PPT)

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热电子发射理论I/V特性
热电子发射理论I/V特性
其中
JST与外加电压无关,但强烈依赖于温度。
扩散理论I/V特性
其中
JSD不饱和, 与外加电压相关
耗尽层宽度:
势垒区宽度随掺杂浓度的增加而减小,
随反向电压的增加而增大,正向电压的增加而减小
接触电阻:
高掺杂形成隧道效应常用来制备制备欧姆,
其接触电阻随掺杂浓度增加而减小
基本概念
1.表面态
施主型电子占满时呈中性,失去电子带正电。
受主型能级空时为电中性,接受电子带负电。
2.表面态能级 :
电子刚好填满其下的所有态时呈中性。
EF位于 以上,表面态为受主型,
EF位于 以下,为施主型,
3.扩散理论适用于势垒区宽度远大于电子的平均自由程的半导体。
热电子发射理论适用于势垒区宽度远小于电子的平均自由程的半导体,
常用半导体Ge、Si、GaAs适用于热电子发射理论。
基本理论
金属与n型半导体接触
Wm>Ws 表面电子浓度低—阻挡层
Wm金属与P型半导体接触
WmWm>Ws 表面空穴浓度高—反阻挡层
阻挡层的整流理论
1)阻挡层具有整流特性;
2)正向电流为半导体多子形成的电流;
3)n型: 金属极加正电压,V>0,
形成电子半导体 金属的正向电流;
电流方向:从金属 半导体
p型:金属极加负电压V<0,
形成空穴由半导体 金属的正向电流;
正向电流方向:半导体 金属
镜象力和隧道效应均对反向特性的影响显著, 势垒降低使反向电流增大。
.证明在有源区晶体管发射极电流–电压特性可用下式表示
其中 为集电极开路时发射结反向饱和电流(即
时的发射极电流)。提示:首先由EM方程导出
解;由EM方程
令(2)式 ,则 代入(1)式且令
及 ,得:
同样令(1)式
(1)
(2)
(3)
得:
(4)
把(3)式代入代入(1)式,在正向有源模式下且计及发射结SCR复合电流则
3.10 .
3.12 .
3-15.(a)求出图3-23中输出短路时 的表达式。
(b)求出 ,它相应于 的数值下降到3dB的情况。
(c)推导式(3-85)
解:由图3-23
(a)
(b)由(a)


(c)
时,
(利用 可得

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