半导体器件

目录:

第一节--半导体基础

第二节--二极管

第三节--晶体管

第四节--MOS电容

第五节--MOS管

第六节--纳米器件

第七节--结型场效应管

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总结页

理想模型

实际模型

金属半导体接触及结型场效应晶体管

1、金属半导体接触

(1)肖特基结

所谓的肖特基结,就是金属直接与半导体接触的能带图(金属功函数低于费米能级)。(就是MOS抽掉氧化层)

具体的推导过程和MOS电容比较类似,实际上是更简单。

(2)肖特基二极管

肖流(肖特基二极管电流)由半导体表面势垒决定,受电压调制。肖流为多子电流,主要有扩散、热离子发射和隧穿等模式。

(3)肖特基二极管与PN结二极管

PN结二极管为少子器件,多子器件。肖特基为多子器件,单级器件。

1)开关特性:少子器件开关速度与空间电荷区的响应有关,较慢;肖特基较快。

2)正向开启电压及反向饱和电流:肖特基具有较低的开启电压和较高的反向饱和电流。

(4)频率特性:没有扩散电容,只有结电容,(使用钳位二极管可以有效提高开关速度)

(5)欧姆接触:金属功函数高于费米能级,体现欧姆特性。

2、金属半导体场效应晶体管

(1)器件结构:

对于没有良好的氧化层的材料,金属半导体接触的场效应晶体管是一个不错的选择。

(2)工作原理:

利用金半接触中栅压对沟道的性质的控制,实现导通和夹断的转换。 原理与MOSFET类似,具体的过程在推导页中有介绍。

3、异质结MESFET和HEMT

(1)异质结器件

异质结器件中的载流子迁移率较高,又称HEMT(高电子迁移率晶体管)

(2)二维电子气

由于电子气受到二维的限制的电子。

(3)GaN体系HEMT

HEMT的关键是掺杂层和沟道层的异质结。

掺杂层为N型,沟道层的异质结使电子更快的输运,并且抑制空穴向S区的扩散,与异质结晶体管

类似,这里主要提高实际的迁移率。