实用标准文档精彩文案晶体管原理（pn结部分）----作业答案1、(1)如果PN结的N区长度远大于pL,P区长度为pW,而且P区引出端处少数载流子电子的边界浓度一直保持为0,请采用理想模型推导该PN结电流-电压关系式的表达形式(采用双曲函数表示)(2)若P区长度远小于nL,该PN结电流-电压关系式的表达形式将简化为什么形式?(3)推导流过上述PN结的总电流中()npIx和()pnIx这两个电流分量之比的表达式?(4)如果希望提高比值()/()nppnIxIx,应该如何调整掺杂浓度AN和DN的大小?解:（两个区域可以分别采用两个坐标系，将坐标原点分别位于势垒区两个边界处，可以大大简化推导过程中的表达式）(1)分析的总体思路为:()()()()()()npnnpnnppnIIxIxIxIxIxIx再分别解N,P区少子连续性方程,求出()npIx和()pnIx.a)在稳态时,在N区内部,少子空穴的连续性方程为:2020xnnnnppxpnpdEdpdpppDEpdxdxdx小注入时,/xdEdx项可以略去,0xE,故2020nnnppdpppDdx解此方程得通解为://0()()ppxLxLnnnpxpxpAeBe其中,扩散长度1/2pppLD.边界条件为:x时,0()nnpp;nxx时,0()exp()annneVpxpKT由边界条件求出系数可得解的结果为:0()(exp(/)1)exp(()/)nnanppxpeVkTxxL实用标准文档精彩文案0()()(exp()1)exp()pnnanppppeDpdpxeVxxJxeDkTLdxL0()[exp()1]pnapnpeDpeVJxxLkT(1.1)b)同理,在N区少子空穴的连续性方程的通解为://0()()nnxLxLpppnxnxnAeBe其中,扩散长度1/2nnnLD.边界条件为(以结区与P区的界面处作为坐标原点,以从结区向P区的方向作为正方向):'0x时,'0(0)exp(/)ppanxneVkT;'pxW时,'()0ppnxW;由边界条件求出系数A,B可得解的结果为:'''0sinh(/)[exp(/)1]sinh[()/]()sinh(/)napnpppnxLeVkTWxLnxnWL(1.2)'''0''()cosh(/)[exp(/)1]cosh[()/]()sinh(/)pnpnapnnnnpndnxeDnxLeVkTWxLJxeDLWLdx0'1[exp(/)1]cosh(/)()(0)sinh(/)npapnnpnnpneDneVkTWLJxxJxLWL(1.3)综合a,b.有：001[exp(/)1]cosh(/)()()[exp(/)1]sinh(/)pnnpapnpnnpapnpneDpeDneVkTWLJJxJxeVkTLLWL(2)由于pnWL,所以有:''sinh()()ppnnWxWxLL和sinh()()ppnnWWLL,''sinh()()nnxxLL于是,(1.2)式可简化为:实用标准文档精彩文案''0()[()exp(/)1]pppapxWnxneVkTW''0''()()[exp(/)][()exp(/)1]pnppnnaappdnxeDnxWJxeDeVkTeVkTWWdx0'()(0)exp(/)[exp(/)1]npnpnaapeDnJxxJxeVkTeVkTW(1.4)于是,由(1.1)式和(1.4)式得:00()()[exp(/)][exp(/)1]pnnppnnpaappeDpeDnJJxxJxxeVkTeVkTLW(3)由(1.4)式和(1.1)式可得:00()()exp(/)()()npnpnppapnpnpnpIxJxDnLeVkTIxJxDpW由于,nnkTDe,ppkTDq.且2200//pipiAnnpnN,2200//niniDpnnnN.于是:()exp(/)()npnDpapnpApIxNLeVkTIxNW(4)可以通过增大DN或减小AN或减小pW或增大aV来提高比值()/()nppnIxIx.2、Asteppnjunctiondiodeismadeinsiliconwiththensidehaving17310dNcmandthepsidehavinganetdopingof17310aNcm.Pleaseestimatetheratioofthegenerationcurrenttothediffusioncurrentunderthereversebiasof5V.Itisknownthat,fortheminoritycarrier,220/nDcms,211/pDcms,60610nps.SolutionThebuilt-inpotentialbarrierisdeterminedas17172102(10)(10)()(0.0259)[]0.814(1.510)adbiiNNkTVInInVen实用标准文档精彩文案Sothespacechargewidthisdeterminedas1/21417171/219171752(){[]}2(11.7)(8.8510)(0.8145)1010{[]}1.610(10)(10)3.88010sbiRadadVVNNWeNNcmSothat191059260(1.610)(1.510)(3.88010)7.7610/22(610)iGenenJeGWWAcm(2.1)Theidealreversesaturationcurrentdensityisgivenby00nppnsnpeDneDpJLLwhichmayberewrittenas20011[]pnsiandpDDJenNNSubstitutingtheparameters,weobtain1222.18010/sJAcm(2.2)Withequation(2.1)andequation(2.2),wecanobtain93127.76103.560102.1810GensJJ3．已知描述二极管直流特性的三个电流参数是SI＝1410A、SI＝1110A、KI＝0.1A。请采用半对数坐标纸，绘制正偏情况下理想模型电流，势垒区复合电流和特大注入电流这三种电流表达式的I－V曲线，并在此基础上绘制实际二极管电流随电压变化的曲线。（提示：特大注入条件下，KTeVaIIHij2exp其中KSHijIII）解：理想PN结模型电流－电压方程：1expKTqVIISD；SI＝1410A。正偏时势垒区复合电流：...
