1

Złącze p-n – sytuacja równowagowa

Po obu stronach łącza tworzą się obszary
zubożone w nośniki. Siły kulombowskie
zapobiegają dalszemu transportowi nośników.

Złącze p-n – napięcie zaporowe

Przyłożenie napięcia polaryzującego złącze w kierunku zaporowym utrudnia
przechodzenie elektronu przez obszar złącza

2

Złącze p-n – w kierunku przewodzenia

Elektrony, które przeszły przez
obszar złącza ulegają
rekombinacji z dziurami. Przez
złącze przepływa prąd.

Złącze p-n w równowadze

Polaryzacja w kierunku
przewodzenia

Polaryzacja w kierunku
zaporowym

3

Dioda – charakterystyka

Idealna charakterystyka prądowo-
napięciowa złącza p-n

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

−

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

=

1

exp

)

(

0

T

k

eV

I

V

I

B

⎟

⎟
⎠

⎞

⎜

⎜
⎝

⎛

+

=

D

p

p

A

n

n

i

N

L

D

N

L

D

A

en

I

2

0

Przebicie złącza przy polaryzacji zaporowej
Przebicie Zenera – tunelowanie elektronów
przez wąską warstwę zaporową, w złączu
silnie domieszkowanym

4

Złącze metal-półprzewodnik

φ

B

– praca wyjścia elektronu z metalu

Złącze prostujące – bariera Schottky

Kontakt omowy
(np. ind na krzemie typu p)

Struktura MIS

Metal – insulator - semiconductor (MIS)

5

Struktura MOS (metal-oxide –semiconductor)
Warstwa tlenku (SiO

2

) jest izolatorem

Poziomy energetyczne elektronów w półprzewodniku
typu p bez przyłożonego napięcia do bramki (metalu
oddzielonego izolatorem).

Dodatnie napięcie polaryzacji bramki wytwarza
warstwę zubożoną przy powierzchni półprzewodnika

Wyższe napięcie polaryzacji bramki wytwarza cienką
warstwę inwersyjną typu n na powierzchni
półprzewodnika

Przy jeszcze wyższym dodatnim napięciu polaryzacji
bramki elektrony w warstwie inwersyjnej stają się
zdegenerowane (potencjał chemiczny wewnątrz
pasma).

6

Przekrój tranzystora polowego MOSFET (field
efect transistor) z kanałem typu n.
Zakreskowana została warstwa zubożona w
półprzewodniku typu p odpowiadająca
zadanej polaryzacji. Kanał z inwersją
obsadzeń typu n tworzy się pod elektrodą
bramki na granicy półprzewodnika i tlenku.

Kolejne etapy procesu wytwarzania
tranzystora MOSFET z kanałem typu n na
powierzchni płytki monokryształu krzemu.
a) Pokrywanie powierzchni tlenku żywicą foto-
utwardzalną i naświetlanie maski
b) Rozpuszczanie nieutwardzonej maski i
wytrawianie SiO

2

.

c) Wprowadzenie domieszki donorowej do
obszaru źródła i drenu na drodze dyfuzji .
d) Naparowanie warstwy metalu i nałożenie
warstwy żywicy foto-utwardzalnej. Fragmenty
warstwy metalu zostaną selektywnie usunięte
zgodnie z naświetlona maską pozostawiając
elektrody źródła, bramki i drenu.

MOSFET

Reżim liniowy

Nasycenie

Metal-oxide-semiconductor (MOS) Field effect transistor (FET)

7