半导体器件物理简答题
本文档主要讲解了半导体器件物理的基本概念和原理，包括空间电荷区的形成机理、PN结的电容效应、单边突变结的定义、PN结二极管的电流机理等。
1. 空间电荷区的形成机理：
空间电荷区是 PN 结的核心结构，是 PN 结的基本组成部分。其形成机理是：当 P 型半导体和 N 型半导体严密结合时，在其交界面附近存在载流子的浓度梯度，引起 P 区空穴向 N 区扩散，N 区电子向 P 区扩散。于是，P 区留下了不能移动的带负电的电离受主，N 区留下了不能移动的带正电的电离施主，形成所谓空间电荷区。
2. PN 结电容效应：
PN 结在反偏状态下存在电容效应。电容效应的机理是：由于空间电荷区宽度是反偏电压的函数，其随反偏电压的增加而增加。空间电荷区的正电荷与负电荷在空间上又是别离的，当外加反偏电压时，空间电荷区的正负电荷数会跟随其发生相应的变化，这样 PN 结就有了电容的充放电效应。
3. 单边突变结的定义：
单边突变结是指 P+N 或 N+P 型的 PN 结，这两类特殊的结是由于 P 区或 N 区的掺杂浓度远大于另一侧，导致空间电荷区的宽度不同。单边突变结的形成机理是：由于空间电荷区的受主离子所带负电荷量与施主离子所带正电荷的量是相等的，而这两种带电离子是不能自由移动的。于是，对于空间电荷区的低掺杂一侧，其带电离子的浓度相对较低，为了与高掺杂一侧的带电离子的数量相匹配，只有增加低掺杂一侧的宽度。
4. 突变 p+-n 结的电场分布曲线和能带图：
在热平衡状态时，突变 p+-n 结的电场分布曲线和能带图如图所示。
5.正偏时 PN 结的稳态少子浓度分布图：
在正偏状态下，PN 结的稳态少子浓度分布图如图所示。
6. 正偏 pn 结二极管电子和空穴电流图：
在正偏状态下，PN 结二极管电子和空穴电流图如图所示。
7. PN 结二极管扩散电容形成的机理：
PN 结二极管扩散电容形成的机理是：在扩散区中存在有等量的非平衡电子和空穴的电荷，在直流电压下的少子浓度会随其中的交流成分的改变而改变。随着外加电压的变化，由于少子浓度变化而形成的少子电荷存储量的变化 △Q 不断地被交替充电与放电，从而表现为电容效应，少子电荷存储量的变化与电压变化量的比值即为扩散电容。
8. 存储时间：
存储时间是指 PN 结在外加电压由正偏变为反偏时，空间电荷区边缘处的少子浓度不能再维持，于是就会慢慢衰减的时间。
