勢(shì)壘高度,勢(shì)壘高度單位,勢(shì)壘高度公式-KIA MOS管

勢(shì)壘高度

勢(shì)壘高度是電子學(xué)中的一個(gè)概念，指在特定條件下，電子或電荷從一個(gè)區(qū)域穿越到另一個(gè)區(qū)域時(shí)所必須克服的能量障礙。

一般在談到半導(dǎo)體的PN結(jié)時(shí)，就會(huì)聯(lián)系到勢(shì)壘，這涉及半導(dǎo)體的基礎(chǔ)內(nèi)容。簡(jiǎn)單地說，所謂勢(shì)壘也稱位壘，就是在PN結(jié)由于電子、空穴的擴(kuò)散所形成的阻擋層，兩側(cè)的勢(shì)能差，就稱為勢(shì)壘。

勢(shì)壘（Potential Energy Barrier）是勢(shì)能比附近的勢(shì)能都高的空間區(qū)域，基本上就是極值點(diǎn)附近的一小片區(qū)域。在眾多勢(shì)壘當(dāng)中，方勢(shì)壘是一種理想的勢(shì)壘。

保持ε和V的乘積不變，縮小ε，并趨于0，V將無(wú)窮大。方勢(shì)壘過渡到δ勢(shì)壘。在微觀物理學(xué)中，δ勢(shì)常作為一種理想的短程作用來(lái)討論問題。δ勢(shì)可以看成方勢(shì)的一種極限情況。事實(shí)上，所有涉及δ勢(shì)的問題，原則上均可以從方勢(shì)情況下的解取極限而得以解決。但直接采用δ勢(shì)來(lái)求解，往往要簡(jiǎn)捷得多。在δ勢(shì)情況下，粒子波函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是不連續(xù)的，盡管粒子流密度仍然是連續(xù)的。

勢(shì)壘高度的單位為米。

勢(shì)壘的分類

肖特基勢(shì)壘

P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體通過摻雜方式結(jié)合而成的PN結(jié)，是一種比較復(fù)雜的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的重要特征之一是在結(jié)的相鄰兩側(cè)，兩種載流子的分布具有不對(duì)稱的特性，從而形成載流子的濃度梯度，結(jié)果使PN結(jié)具有非線性的伏安特性。在制造半導(dǎo)體器件的過程中，除了有PN結(jié)之外，還會(huì)遇到金屬和半導(dǎo)體相接觸的情況，這種接觸（指其間距離只有幾個(gè)埃）有時(shí)會(huì)在半導(dǎo)體表面形成載流子的積累層，從而表現(xiàn)出低阻特性,其伏安特性是線性的；有時(shí)會(huì)在半導(dǎo)體表面形成載流子的耗盡層（阻擋層），出現(xiàn)表面勢(shì)壘,其伏安特性與PN結(jié)相似，呈非線性狀態(tài)。上述兩種情況在實(shí)際應(yīng)用中都有用到之處，前者可用來(lái)作歐姆接觸，后者可用來(lái)制作肖特基勢(shì)壘二極管。

金屬-半導(dǎo)體邊界上形成的具有整流作用的區(qū)域。金屬-半導(dǎo)體作為一個(gè)整體在熱平衡時(shí)有同樣費(fèi)米能級(jí)。由半導(dǎo)體到金屬，電子需要克服勢(shì)壘；而由金屬向半導(dǎo)體，電子受勢(shì)壘阻擋。在加正向偏置時(shí)半導(dǎo)體一側(cè)的勢(shì)壘下降；相反，在加反向偏置時(shí)，半導(dǎo)體一側(cè)勢(shì)壘增高。使得金屬-半導(dǎo)體接觸具有整流作用（但不是一切金屬-半導(dǎo)體接觸均如此。如果對(duì)于P型半導(dǎo)體，金屬的功函數(shù)大于半導(dǎo)體的功函數(shù)，對(duì)于N型半導(dǎo)體,金屬的功函數(shù)小于半導(dǎo)體的功函數(shù)，以及半導(dǎo)體雜質(zhì)濃度不小于10^19/立方厘米數(shù)量級(jí)時(shí)會(huì)出現(xiàn)歐姆接觸，它會(huì)因雜質(zhì)濃度高而發(fā)生隧道效應(yīng)，以致勢(shì)壘不起整流作用）。當(dāng)半導(dǎo)體均勻摻雜時(shí)肖特基勢(shì)壘的空間電荷層寬度和單邊突變P-N結(jié)的耗盡層寬度相一致利用金屬半導(dǎo)體接觸制作的檢波器很早就應(yīng)用于電工和無(wú)線電技術(shù)之中，如何解釋金屬半導(dǎo)體接觸時(shí)表現(xiàn)出的整流特性，在20世紀(jì)30年代吸引了不少物理學(xué)家的注意。德國(guó)的W.H.肖脫基、英國(guó)的N.F.莫脫、蘇聯(lián)的Б.И.達(dá)維多夫發(fā)展了基本上類似的理論，其核心就是在界面處半導(dǎo)體一側(cè)存在有勢(shì)壘，后人稱為肖脫基勢(shì)壘。

勢(shì)壘高度,單位,公式

PN結(jié)勢(shì)壘

PN結(jié)的界面附近存在空間電荷區(qū)，該空間電荷區(qū)對(duì)于這些載流子而言就是一種能量勢(shì)壘——PN結(jié)勢(shì)壘。

PN結(jié)勢(shì)壘有一定的高度和一定的厚度，這完全由其中的空間電荷密度及其分布來(lái)決定。一般，空間電荷區(qū)可以采用所謂耗盡層近似（即認(rèn)為空間電荷完全由電離雜質(zhì)所提供的一種近似）。通過求解耗盡層近似下的Poisson方程，即可得到PN結(jié)勢(shì)壘的高度和厚度。PN結(jié)勢(shì)壘的高度也就是兩邊半導(dǎo)體的熱平衡Fermi能級(jí)之差；隨著半導(dǎo)體摻雜濃度的降低和溫度的提高，勢(shì)壘高度也將降低；在溫度高至本征激發(fā)起作用時(shí)，勢(shì)壘高度即變?yōu)?。PN結(jié)勢(shì)壘的厚度也與摻雜濃度和溫度有關(guān)。在摻雜濃度一定時(shí)，勢(shì)壘厚度與勢(shì)壘高度成正比；隨著溫度的提高，勢(shì)壘高度降低，則勢(shì)壘厚度也減薄。但隨著半導(dǎo)體摻雜濃度的提高，雖然勢(shì)壘高度增大，但勢(shì)壘厚度卻將減薄。

PN結(jié)勢(shì)壘高度和厚度的這種變化，就使得PN結(jié)具有單向?qū)щ娦院蛣?shì)壘電容、擴(kuò)散電容等性能。同時(shí)，PNn結(jié)勢(shì)壘高度和厚度的這種變化關(guān)系也就是決定半導(dǎo)體器件工作性能隨著摻雜濃度和溫度發(fā)生變化的根本原因。

勢(shì)壘高度,單位,公式