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耗尽层近似
假设空间电荷区的空穴都已全部耗尽，电荷全由已电离的受主杂质构成。半导体的掺杂是均匀的，则空间电荷区的电荷密度， (x)=-qNA
设xd为耗尽层的厚度
耗尽层近似
表面空间电荷区的电场和电容
表面空间电荷区的电场：
F函数
空间电荷层中电势满足的泊松方程
εrs半导体的相对介电
常数, (x)空间电荷密度
V>0, 取正; V<0, 取负
V=Vs时, 半导体表面处的电场强度
电荷面密度
金属为正时，VG>0，QS为负号
金属为负时，VG<0，QS为正号
空间电荷层单位面积上的电容, 单位F/m2
以p型半导体为例, 定量地分析各种表面层的状态
空间电荷层的电容
(1) VG<0，金属接负，半导体接正
多数载流子堆积状态
随 而 0
C C0
(AB)
随|VG| 积累的空穴越来越少，CS ，C/C0
(BC)
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
A
B
C
D
E
F
C0
CFB
Cmin
C min
Vmin
1低频
C0
2高频
G
H
0
0
+V
MIS结构的电容-电容曲线
C/C0
又（no)p<<(po)p
(2) VG=0，VS=0
平带
平带时的总电容为CFB
εro为绝缘层的相对介电常数
(3) VG>0，金属接+，半导体接负
VS>0，表面能带下弯，是空穴的势垒
空穴耗尽状态
电离饱和时 (p0)p=NA
VG , C/C0
(CD)
(4) VG>>0
反型状态
低频时, 少子的产生与复合跟得上小信号的变化
VS ，少子积累越多，ns ，Cs ，C0/CS ， C/C0
(DE)
当VS 到使C0/CS 很小时，C/C0的分母中的第二项又可以忽略。C/C0 1。(EF)

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