background image

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

background image

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

background image

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

background image

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)

background image

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).

background image

6

Przekrój tranzystora polowego MOSFET (field 
efect transistor) z kanałem typu n.
Zakreskowana została warstwa zubożona w 
półprzewodniku typu odpowiadająca 
zadanej polaryzacji. Kanał z inwersją 
obsadzeń typu 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)

background image

7