ﻚﻴﻧوﺮﺘﻜﻟاوﺮﻜﻴﻣ ﻲﻧﺎﺒﻣ
ﺎﻫ ﻞﺼﻓﺮﺳ :
يدﺎﻫ ﻪﻤﻴﻧ ﻚﻳﺰﻴﻓ
يدﻮﻳد يﺎﻫرراﺪﻣ ﻲﺒﻄﻗ ود رﻮﺘﺴﻳﺰﻧاﺮﺗ ﻚﻳﺰﻴﻓ ﻲﺒﻄﻗود يﺎﻫرﻮﺘﺴﻳﺰﻧاﺮﺗ زا هدﺎﻔﺘﺳا ﺎﺑ ﺎﻫ هﺪﻨﻨﻛ ﺖﻳﻮﻘﺗ ﺖﻔﺳﺎﻣ رﻮﺘﺴﻳﺰﻧاﺮﺗ ﻚﻳﺰﻴﻓ
يﺎﻫرﻮﺘﺴﻳﺰﻧاﺮﺗ زا هدﺎﻔﺘﺳا ﺎﺑ ﺎﻫ هﺪﻨﻨﻛ ﺖﻳﻮﻘﺗ
MOS
رﻮﺘﺴﻳﺰﻧاﺮﺗ JFET
1
References
" ﻚﻴﻧوﺮﺘﻜﻟاوﺮﻜﻴﻣ ﻲﻧﺎﺒﻣ
"
ﺴﺣ ﺪﻤﺤﻣ ،ﻲﻧﺎﻳد دﻮﻤﺤﻣ ﻢﺟﺮﺘﻣ ،يﻮﺿر داﺰﻬﺑ ﻒﻴﻟﺎﺗ ﻦﻴ
،ﺺﻧ تارﺎﺸﺘﻧا ،عراز 1388
.
B. Razavi, “Fundamentals of Microelectronics”, John Wiley
. 2006
& Sons,
" ﻚﻴﻧوﺮﺘﻜﻟاوﺮﻜﻴﻣ ﻲﻧﺎﺒﻣ
"
ﺪﻤﺤﻣ ،ﻲﻤﻴﻫاﺮﺑا دﺎﻤﻋ نﺎﻤﺟﺮﺘﻣ ،يﻮﺿر داﺰﻬﺑ ﻒﻟﻮﻣ
بﻼﻘﻧا ﺪﻴﻣا تارﺎﺸﺘﻧا ،ﻲﻳﺎﻴﺳآ ،
1389 .
" ﻚﻴﻧوﺮﺘﻜﻟاوﺮﻜﻴﻣ يﺎﻫراﺪﻣ
"
ﺪﻠﺟ 1 ﺖﻴﻤﺳا ﺖﻨﻛ ،هرﺪﺳ ﻖﻴﻔﺷ لدﺎﻋ ، -
دﻮﻤﺤﻣ ﻪﻤﺟﺮﺗ
ﻲﻧﺎﻳد -
،ﺺﻧ تارﺎﺸﺘﻧا ،ﻢﺠﻨﭘ ﺶﻳاﺮﻳو 1385
.
" ﻚﻴﻧوﺮﺘﻜﻟا ﻲﻧﺎﺒﻣ
"
ﻲﻘﺸﻋ ﺮﻴﻣ ﻲﻠﻋ -
ﺖﺳاﺮﻳو 2
ﻲﻳﺎﻬﺑ ﺦﻴﺷ ﺮﺸﻧ ، .
2
ﻲﺑﺎﻳزرا هﻮﺤﻧ
ﻦﻳﺮﻤﺗ 5%
Quiz#1 ﻪﺒﻨﺷود 5%
ﺖﻋﺎﺳ 13
ﻲﻟا 14
1394/7/27
Quiz#2 ﺖﻋﺎﺳ ﻪﺒﻨﺷود 5%
13 ﻲﻟا 14
1394/8/11
Quiz#3 ﺖﻋﺎﺳ ﻪﺒﻨﺷود 5%
13 ﻲﻟا 14
1394/8/25
Quiz#4 ﺖﻋﺎﺳ ﻪﺒﻨﺷود 5%
13 ﻲﻟا 14
1394/9/16
سﻼﻛ رد رﻮﻀﺣ 5%
مﺮﺗ نﺎﻳﺎﭘ 70%
3
4
ﺎﻫ يدﺎﻫ ﻪﻤﻴﻧ ﻚﻳﺰﻴﻓ
ﺎﻬﻧآ صاﻮﺧ و يدﺎﻫ ﻪﻤﻴﻧ داﻮﻣ يﺪﻧﻮﻴﭘ دﻮﻳد PN
ﺎﻫدﻮﻳد رد سﻮﻜﻌﻣ ﺖﺴﻜﺷ هﺪﻳﺪﭘ
CH2 Basic Physics of Semiconductors 5
ﻒﻴﻟﺪﻨﻣ ﻲﺑوﺎﻨﺗ لوﺪﺟ
Periodic Table: ﻲﺑوﺎﻨﺗ لوﺪﺟ
CH2 Basic Physics of Semiconductors 6
داﻮﻣ ﯼﺪﻨﺑ ﻪﻘﺒﻃ
ﻖﻳﺎﻋ دازآ يﺎﻫ نوﺮﺘﻜﻟا ﻲﻟﺎﮕﭼ –
n=0 :
هﮋﻳو ﺖﻣوﺎﻘﻣ – cm :
- Ω 105
>
ρ
يدﺎﻫ ﺪﻣﺎﺟ هدﺎﻣ ﻚﻳ رد ﺎﻫ ﻢﺗا ﻲﻟﺎﮕﭼ –
3 : atom/cm 1023
يدﺎﻫ هدﺎﻣ ﻚﻳ زا ﻢﺗا ﺮﻫ – دراد دازآ نوﺮﺘﻜﻟا m
m=1, 2, 3, … .
ﺑ ﺖﺳا ﺮﺑاﺮﺑ نآ دازآ يﺎﻫ نوﺮﺘﻜﻟا ﻲﻟﺎﮕﭼ و ﺖﺳا دازا نوﺮﺘﻜﻟا يﺎﻳرد يدﺎﻫ هدﺎﻣ ﻚﻳ اﺬﻟ – ﺎ
: n=m×1023
هﮋﻳو ﺖﻣوﺎﻘﻣ – cm :
- Ω
2
10-
<
ρ
يدﺎﻫ ﻪﻤﻴﻧ – cm - Ω 105
<
ρ
<
cm - Ω
2
10-
دراد ﻲﮕﺘﺴﺑ ﺎﻣد ﻪﺑ دازآ يﺎﻫ نوﺮﺘﻜﻟا ﻲﻟﺎﮕﭼ يدﺎﻫ ﻪﻤﻴﻧ ﻚﻳ رد – :
• At T=0K n=0
• free electron/cm3
1010
≅
n K 300 For Si semiconductor, at T=
ﺞﻳار يﺎﻫ يدﺎﻫ ﻪﻤﻴﻧ – Si, Ge, GaAs :
CH2 Basic Physics of Semiconductors 7
ﺎﻫ يدﺎﻫ ﻪﻤﻴﻧ ﻢﻬﻣ يﺎﻫ ﻲﮔﮋﻳو
دﺎﻳز رﺎﻴﺴﺑ صﻮﻠﺧ ﻪﺟرد (99.9999999% purity)
(سﺎﻤﻟا ﻪﺑ ﻪﻴﺒﺷ ) ﺎﻫ ﻢﺗا ﻦﻳرﻮﻠﺑ رﺎﺘﺧﺎﺳ
pure: ﺺﻟﺎﺧ
Crystalline : ﻦﻳرﻮﻠﺑ Diamond: سﺎﻤﻟا
CH2 Basic Physics of Semiconductors 8
ﻦﻜﻴﻠﻴﺳ يدﺎﻫ ﻪﻤﻴﻧ
ﻦﻜﻴﻠﻴﺳ
4 دراد ﺖﻴﻓﺮﻇ نوﺮﺘﻜﻟا .
ﺎﺑ ﻦﻳاﺮﺑﺎﻨﺑ 4
ﺪﻧاﻮﺗ ﻲﻣ شروﺎﺠﻣ ﻢﺗا 4
ﺪﻧﻮﻴﭘ
ﺪﻨﻛ راﺮﻗﺮﺑ ﺲﻧﻻاوﻮﻛ .
ﻛ يﺎﻫﺪﻧﻮﻴﭘ رد هﺪﻨﻨﻛ ﺖﻛﺮﺷ يﺎﻫ نوﺮﺘﻜﻟا زا ﻲﻀﻌﺑ ﺪﺑﺎﻳ ﻲﻣ ﺶﻳاﺰﻓا ﺎﻣد ﻲﺘﻗو ﺲﻧﻻاوﻮ
ﺪﻧﻮﺷ ﻲﻣ دازآ .
ﺘﻜﻟا ﻚﻳ نﺪﺷ دازآ نآ ﻊﺒﺗ ﻪﺑ و ﺪﻧﻮﻴﭘ ﻚﻳ نﺪﺷ ﻪﺘﺴﻜﺷ ﺖﻬﺟ مزﻻ يژﺮﻧا راﺪﻘﻣ نوﺮ
ﺎﺑ ﺖﺳا ﺮﺑاﺮﺑ eV :
1.1
g= E
ﺖﺳا ﻲﺼﻟﺎﺧﺎﻧ ﻪﻧﻮﮔ ﺮﻫ زا يرﺎﻋ و ﺺﻟﺎﺧ ﻼﻣﺎﻛ قﻮﻓ ﻦﻜﻴﻠﻴﺳ يﺎﻫ ﻢﺗا ﻪﻜﺒﺷ .
ﻦﻳا ﻪﻤﻴﻧ
ﺪﻨﻣﺎﻧ ﻲﻣ ﻲﺗاذ يدﺎﻫ ﻪﻤﻴﻧ ار ﺺﻟﺎﺧ يدﺎﻫ
(intrinsic semiconductor) .
covalent bond: ﺲﻧﻻاوﻮﻛ ﺪﻧﻮﻴﭘ intrinsic: ﻲﺗاذ lattice: ﻪﻜﺒﺷ
CH2 Basic Physics of Semiconductors 9
هﺮﻔﺣ و دازآ نوﺮﺘﻜﻟا
ﺪﻧﻮﻴﭘ رد دازآ نوﺮﺘﻜﻟا ﻲﻟﺎﺧ يﺎﺟ
ﺎﺑ Si ﺪﻨﻳﻮﮔ هﺮﻔﺣ ار Si
.
هﺮﻔﺣ ﻚﻳ ﻼﻤﻋ نوﺮﺘﻜﻟا ﻚﻳ نﺪﺷ دازآ و ﺲﻧﻻاوﻮﻛ ﺪﻧﻮﻴﭘ ﻚﻳ نﺪﺷ ﻪﺘﺴﻜﺷ ﺎﺑ ﻢﻫ
دﻮﺷ ﻲﻣ دﺎﺠﻳا .
ﺪﻧﻮﺷ ﺮﭘ دازآ يﺎﻫ نوﺮﺘﻜﻟا ﻪﻠﻴﺳﻮﺑ ﺪﻨﻧاﻮﺗ ﻲﻣ ﺎﻫ هﺮﻔﺣ .
دازآ يﺎﻫ نوﺮﺘﻜﻟا ﻲﻤﺠﺣ ﻲﻟﺎﮕﭼ n :
ﺎﻫ هﺮﻔﺣ ﻲﻤﺠﺣ ﻲﻟﺎﮕﭼ p :
Hole: هﺮﻔﺣ
CH2 Basic Physics of Semiconductors 10
يدﺎﻫ ﻪﻤﻴﻧ رد دزآ يﺎﻫ نوﺮﺘﻜﻟا ﻲﻟﺎﮕﭼ ﻦﻜﻴﻠﻴﺳ ﻲﺗاذ
g ﺗ ﻪﺑ و ﺲﻧﻻاوﻮﻛ ﺪﻧﻮﻴﭘ ﻚﻳ ﻦﺘﺴﻜﺷ رﻮﻈﻨﻣ ﻪﺑ زﺎﻴﻧ درﻮﻣ يژﺮﻧا ﺮﮕﻧﺎﻴﺑ E
دازآ نآ ﻊﺒ
ﺖﺳا نوﺮﺘﻜﻟا ﻚﻳ ندﺮﻛ .
و دازآ يﺎﻫ نوﺮﺘﻜﻟا ﻲﻟﺎﮕﭼ ﻦﻴﺑ ﻲﻳﺎﻤﻧ ﻪﻄﺑار ﻚﻳ
Eg
دراد دﻮﺟو .
ﻢﻳراد ﻦﻜﻴﻠﻴﺳ ﻲﺗاذ يدﺎﻫ ﻪﻤﻴﻧ ﻚﻳ رد
i : n=p=n
ﻴﻠﻴﺳ يدﺎﻫ ﻪﻤﻴﻧ رد يا هﺮﻔﺣ و دازآ نوﺮﺘﻜﻟا ﭻﻴﻫ ﻦﻳﻮﻠﻛ ﺮﻔﺻ يﺎﻣد رد ﻦﻳاﺮﺑﺎﻨﺑ ﻦﻜ
دراﺪﻧ دﻮﺟو n=p=0 :
1 - 2 - 2
23 -
3 15
0
3 10
0
3 2
/ 3 15
K s kg m 10
× 1.3806488
1 . 1
/ 10
54 . 1 ) 600 (
/ 10
08 . 1 ) 300 (
2 / exp 10
2 . 5
k
eV E
cm electrons
K T
n
cm electrons
K T
n
cm electrons
kT T E
n
g i i
g i
Band gap: ﺪﻧﺎﺑ فﺎﮑﺷ Exponential: ﯽﻳﺎﻤﻧ relationship : ﻪﻄﺑار Density: ﯽﻟﺎﮕﭼ Intrinsic: ﯽﺗاذ
هﺮﻔﺣ ﺖﻛﺮﺣ ﻢﺴﻴﻧﺎﻜﻣ
11
يدﺎﻫ ﻪﻤﻴﻧ رد هﺮﻔﺣ ﺖﻛﺮﺣ ﻢﺴﻴﻧﺎﻜﻣ ﻦﺸﻴﻤﻴﻧا
12
13
عﻮﻧ ﯽﺼﻟﺎﺧﺎﻧ N
دﺮﮐ ﺺﻟﺎﺧﺎﻧ ﺮﮕﻳد ﯼﺎه ﻢﺗا ﻂﺳﻮﺗ ﻪﻧاﺪﻨﻤﺷﻮه ترﻮﺻ ﻪﺑ ناﻮﺗ ﯽﻣ ار ﯽﺗاذ ﻦﮑﻴﻠﻴﺳ .
ﻦﻳا
دﻮﺷ ﯽﻣ ﻦﮑﻴﻠﻴﺳ ﯽﮑﻳﺮﺘﮑﻟا صاﻮﺧ ﺮﻴﻴﻐﺗ ﺚﻋﺎﺑ رﺎﮐ .
ﻩﺪﺷ ﺺﻟﺎﺧﺎﻧ ﺮﮕﻳد ﯼﺎه ﻢﺗا ﻂﺳﻮﺗ ﻪﻧاﺪﻨﻤﺷﻮه ترﻮﺻ ﻪﺑ ﻪﮐ ﻦﮑﻴﻠﻴﺳ ﯼدﺎه ﻪﻤﻴﻧ ﻪﺑ ﺪﺷﺎﺑ
ﺪﻨﻳﻮﮔ ﯽﻣ ﯽﺗاذ ﺮﻴﻏ ﯼدﺎه ﻪﻤﻴﻧ .
ﻩوﺮﮔ ﯼﺎه ﺺﻟﺎﺧﺎﻧ 5
ﯽﻟﺎﮕﭼ و ﺪﻨﻳﻮﮔ ﻩﺪﻨﺸﺨﺑ ﯼﺎه ﯽﺼﻟﺎﺧﺎﻧ ار ﻒﻴﻟﺪﻨﻣ ﯽﺑوﺎﻨﺗ لوﺪﺟ
ﻢﺗا .ﺪﻨهد ﯽﻣ نﺎﺸﻧ ND ﺎﺑ ار ﻩﺪﻨﺸﺨﺑ ﯽﺼﻟﺎﺧﺎﻧ ﯼﺎه
دراﺪﻧ ﯼا ﻩﺮﻔﺣ و دازﺁ نوﺮﺘﮑﻟا ﭻﻴه ﻦﻳﻮﻠﮐ ﺮﻔﺻ رد ﯽﺗاذﺮﻴﻏ ﯼدﺎه ﻪﻤﻴﻧ ﮏﻳ :
n=p=0
Pure: ﺺﻟﺎﺧ Dope: ندﺮﮐ ﮓﻨﻴﭘود Donor: ﻩﺪﻨﺸﺨﺑ
Dopant: زﺎﺳ ﺺﻟﺎﺧﺎﻧ ﻩدﺎﻣ Extrinsic: ﯽﺗاذ ﺮﻴﻏ
CH2 Basic Physics of Semiconductors 14
عﻮﻧ ﯽﺼﻟﺎﺧﺎﻧ N
دوﺪﺣ 0.05eV
ندﺮﮐ ﻩﺰﻴﻧﻮﻳ ﯼاﺮﺑ As
ﺖﺳا مزﻻ .
ﯼﺎﻣد رد ﯼژﺮﻧا ﻦﻳا -200°C
ﺖﺳا ﻢهاﺮﻓ .
ﺮﮔا Si ﻪﻠﻴﺳﻮﺑ As
نوﺮﺘﮑﻟا ﯼﺮﺘﺸﻴﺑ داﺪﻌﺗ ﯼدﺎه ﻪﻤﻴﻧ ﻩدﺎﻣ ترﻮﺻ نﺁ رد دﻮﺷ ﺺﻟﺎﺧﺎﻧ
.ﺪﻨﻣﺎﻧ ﯽﻣ N عﻮﻧ ﯼدﺎه ﻪﻤﻴﻧ ار نﺁ ﺎﺣﻼﻄﺻا و ﺖﺷاد ﺪهاﻮﺧ دازﺁ Pure: ﺺﻟﺎﺧ Dope: ندﺮﮐ ﮓﻨﻴﭘود
CH2 Basic Physics of Semiconductors 15
عﻮﻧ ﯽﺼﻟﺎﺧﺎﻧ P
ﻩوﺮﮔ ﯼﺎه ﺺﻟﺎﺧﺎﻧ 3
ﯽﻟﺎﮕﭼ و ﺪﻨﻳﻮﮔ ﻩﺪﻧﺮﻳﺬﭘ ﯼﺎه ﯽﺼﻟﺎﺧﺎﻧ ار ﻒﻴﻟﺪﻨﻣ ﯽﺑوﺎﻨﺗ لوﺪﺟ
ﻢﺗا .ﺪﻨهد ﯽﻣ نﺎﺸﻧNA ﺎﺑ ار ﻩﺪﻧﺮﻳﺬﭘ ﯽﺼﻟﺎﺧﺎﻧ ﯼﺎه
ﯼﺎه ﻢﺗا ﻦﻴﻳﺎﭘ رﺎﻴﺴﺑ ﯼﺎهﺎﻣد رد B
ﺪﻧﻮﺷ ﯽﻣ ﻩﺰﻴﻧﻮﻳ .
ﺮﮔا Si ﻪﻠﻴﺳﻮﺑ B
ﻩﺮﻔﺣ ﯼﺮﺘﺸﻴﺑ داﺪﻌﺗ ﯼدﺎه ﻪﻤﻴﻧ ﻩدﺎﻣ ترﻮﺻ نﺁ رد دﻮﺷ ﺺﻟﺎﺧﺎﻧ
عﻮﻧ ﯼدﺎه ﻪﻤﻴﻧ ار نﺁ ﺎﺣﻼﻄﺻا و ﺖﺷاد ﺪهاﻮﺧ P
ﺪﻨﻣﺎﻧ ﯽﻣ .
Acceptor: ﻩﺪﻧﺮﻳﺬﭘ
CH2 Basic Physics of Semiconductors 16
ﯼﺪﻨﺑ ﻊﻤﺟ
Summary : ﯼﺪﻨﺑ ﻊﻤﺟ Intrinsic: ﯽﺗاذ
Extrinsic: ﯽﺗاذ ﺮﻴﻏ Crystal: رﻮﻠﺑ Majority: ﺖﻳﺮﺜﮐا
ﻪﻄﺑار ﻩراﻮﻤه ﯽﺗاذ ﺮﻴﻏ و ﯽﺗاذ ﯼﺎه ﯼدﺎه ﻪﻤﻴﻧ رد ﻪﮐ دﻮﺷ ﯽﻣ تﺎﺒﺛا نرﺪﻣ ﮏﻳﺰﻴﻓ رد ﺖﺳا راﺮﻗﺮﺑ ﺮﻳز :
i2
=n p
× n
CH2 Basic Physics of Semiconductors 17
ﻪﺒﺳﺎﺤﻣ n
و p عﻮﻧ ﻦﮑﻴﻠﻴﺳ ﯼدﺎه ﻪﻤﻴﻧ رد N
D D i
D i D
i D
D i i D
D D
i D
i D
i D
N n
N p n
N n N
n N
N n n N
N p N
n p N p
n p p n N
p n
p N
n
2
2 2
2 2
2 2 2
2 2 2
2
4 2 1 1 2 1
1 4 2 1
2
4
0
دراد راﺮﻗ ﺮﻳز ﻩدوﺪﺤﻣ رد ﯽﺼﻟﺎﺧﺎﻧ ﯼﺎه ﻢﺗا ﯽﻟﺎﮕﭼ ﻞﻤﻋ رد :
1014 dopant/cm3 <ND < 1018 dopant/cm3
ِزﺎﺳ ﺺﻟﺎﺧﺎﻧ dopant:
CH2 Basic Physics of Semiconductors 18
ﺎه نوﺮﺘﮑﻟا و ﺎه ﻩﺮﻔﺣ ﯽﻟﺎﮕﭼ
2
n
inp
D i D
A i
A
N p n
N n
N n n
N p
2 2
Majority Carriers :
Minority Carriers : Majority Carriers : Minority Carriers :
Majority: ﺖﻳﺮﺜﮐا Minority: ﺖﻴﻠﻗا
P-type
N-type
CH2 Basic Physics of Semiconductors 19
ﺎه ﯼدﺎه ﻪﻤﻴﻧ رد رﺎﺑ لﺎﻘﺘﻧا ﻢﺴﻴﻧﺎﮑﻣ
ﯽﺸﻧار نﺎﻳﺮﺟ
ﯼذﻮﻔﻧ نﺎﻳﺮﺟ Transportation: لﺎﻘﺘﻧا
Drift: ﺶﻧار Diffusion: ذﻮﻔﻧ
CH2 Basic Physics of Semiconductors 20
ﯽﺸﻧار نﺎﻳﺮﺟ
ﺪﻨﻨﮐ ﯽﻣ ﺖﮐﺮﺣ ﯽﮑﻳﺮﺘﮑﻟا ناﺪﻴﻣ ﮏﻳ دﻮﺟو ﻞﻴﻟد ﻪﺑ رﺎﺑ ﯼﺎه ﻞﻣﺎﺣ ﯽﺸﻧار نﺎﻳﺮﺟ رد .
ﺖﺳا ﯽﮑﻳﺮﺘﮑﻟا ناﺪﻴﻣ ﻩزاﺪﻧا ﺎﺑ ﺐﺳﺎﻨﺘﻣ رﺎﺑ ﯼﺎه ﻞﻣﺎﺣ ﺖﮐﺮﺣ ﺖﻋﺮﺳ .
E v
E v
n e
p h
Transportation: لﺎﻘﺘﻧا Drift: ﺶﻧار
Velocity: ﺖﻋﺮﺳ Proportional:ﺐﺳﺎﻨﺘﻣ
CH2 Basic Physics of Semiconductors 21
ﯽﺸﻧار نﺎﻳﺮﺟ رﻮﺒﻋ درﻮﻣ رد ﯽﻠﮐ ﻢﻴهﺎﻔﻣ
q n h W v
In e Current Flow: نﺎﻳﺮﺟ رﻮﺒﻋ
cross-section: ﯽﺿﺮﻋ ﻊﻄﻘﻣ For electron carriers:
q p h W v
Ip h For hole carriers:
1
2 t
t v d
:رﺎﺑ ﯼﺎه ﻞﻣﺎﺣ ﺖﮐﺮﺣ ﺖﻋﺮﺳ
W h
n qt t
d t
t
q n
h W d t
t
In Q
1 2 1
2 1
2
CH2 Basic Physics of Semiconductors 22
) (
) (
p n
q
E E
p n
q
q p E q
n E J
q p E q
p h v
W J I
q n E q
n h v
W J I
p n
p n
p n
tot
p h
p p
n e
n n
ﯽﺸﻧار نﺎﻳﺮﺟ رﻮﺒﻋ
ﺎﺑ ﺮﺑاﺮﺑ ﺎه ﻞﻣﺎﺣ ﺖﻋﺮﺳ ﻩزاﺪﻧا ﻪﮑﻨﻳا ﻞﻴﻟد ﻪﺑ
E ﺖﺳا . دﺮﮐ ﺮﺗ ﻩدﺎﺳ ار قﻮﻓ ﻂﺑاور ناﻮﺗ ﯽﻣ .
ﻩﺮﻔﺣ ﯽﺸﻧار نﺎﻳﺮﺟ و ﺎه نوﺮﺘﮑﻟا ﯽﺸﻧار نﺎﻳﺮﺟ ﻪﻔﻟﻮﻣ ود ﯼاراد ﯽﺸﻧار نﺎﻳﺮﺟ ﻪﮐ دﻮﺷ ﻪﺟﻮﺗ
ﺎه .ﺖﺳا
J: نﺎﻳﺮﺟ ﯽﺤﻄﺳ ﯽﻟﺎﮕﭼ
h W
I A
J I
)
( n p
q
E J
A J I
p
n
ﯽﻳﺎﻧﺎﺳر σ:
ρ:ﻩﮋﻳو ﺖﻣوﺎﻘﻣ
1
CH2 Basic Physics of Semiconductors 23
ﺎه ﻞﻣﺎﺣ ﺖﮐﺮﺣ ﺖﻋﺮﺳ عﺎﺒﺷا ﻩﺪﻳﺪﭘ
ﺪﺑﺎﻳ ﯽﻤﻧ ﺶﻳاﺰﻓا ﯽﮑﻳﺮﺘﮑﻟا ناﺪﻴﻣ ﺎﺑ ﺐﺳﺎﻨﺘﻣ ترﻮﺻ ﻪﺑ نوﺮﺘﮑﻟا ﺖﻋﺮﺳ ﻞﻤﻋ رد ﺎﺑ و
ﻣ دوﺪﺤﻣ ﯽﺼﺨﺸﻣ راﺪﻘﻣ ﮏﻳ ﻪﺑ ﺎه نوﺮﺘﮑﻟا ﺖﻋﺮﺳ ﺎﺘﻳﺎﻬﻧ ﯽﮑﻳﺮﺘﮑﻟا ناﺪﻴﻣ ﺶﻳاﺰﻓا ﯽ
دﻮﺷ . ﺪﻨﻳﻮﮔ ﯽﻣ نوﺮﺘﮑﻟا ﺖﮐﺮﺣ ﺖﻋﺮﺳ عﺎﺒﺷا ﻩﺪﻳﺪﭘ ،ﻩﺪﻳﺪﭘ ﻦﻳا ﻪﺑ .
ﯽﻠﻴﻤﮑﺗ تﻼﻴﺼﺤﺗ سورد ردﺮﺗ ﻖﻴﻗد رﻮﻃ ﻪﺑ نوﺮﺘﮑﻟا ﺖﮐﺮﺣ ﺖﻋﺮﺳ عﺎﺒﺷا ﻩﺪﻳﺪﭘ درﻮﻣ
دﺮﻴﮔ ﯽﻣ راﺮﻗ ﻪﻌﻟﺎﻄﻣ .
E v
v E
sat 0 0
1
Saturation: عﺎﺒﺷا
Treat: ﻦﺘﺧادﺮﭘ
CH2 Basic Physics of Semiconductors 24
ﯼذﻮﻔﻧ نﺎﻳﺮﺟ
ﻣﺎﺣ ﯽﻟﺎﮕﭼ ﻪﮐ ﯽﻧﺎﮑﻣ ﺖﻤﺳ ﻪﺑ ﺖﺳا ﺮﺘﺸﻴﺑ ﺎه ﻞﻣﺎﺣ ﯽﻟﺎﮕﭼ ﻪﮐ ﯽﻳﺎﺟ زا رﺎﺑ ﯼﺎه ﻞﻣﺎﺣ ﻞ ﻦﻳا .ﺪﻧﻮﺷ ﯽﻣ ﯼذﻮﻔﻧ نﺎﻳﺮﺟ دﺎﺠﻳا ﺚﻋﺎﺑ و ﺪﻨﻨﮐ ﯽﻣ ذﻮﻔﻧ ،ﺖﺳا ﺮﺘﻤﮐ نﺎﮑﻣ نﺁ رد ﺎه
ﺳا بﺁ گرﺰﺑ فﺮﻇ ﮏﻳ رد ﺮهﻮﺟ ﮏﭼﻮﮐ ﻩﺮﻄﻗ ﮏﻳ ذﻮﻔﻧ ﻩﺪﻳﺪﭘ ﺎﺑ ﻪﺴﻳﺎﻘﻣ ﻞﺑﺎﻗ ﻩﺪﻳﺪﭘ ﺖ
.
Diffusion: ذﻮﻔﻧ Injection: ﻖﻳرﺰﺗ
Concentration: ﺖﻈﻠﻏ Analogous: ﻪﺴﻳﺎﻘﻣ ﻞﺑﺎﻗ Droplet: ﮏﭼﻮﮐ ﻩﺮﻄﻗ
CH2 Basic Physics of Semiconductors 25
ﯼذﻮﻔﻧ نﺎﻳﺮﺟ )
ﻪﻣادا (
ﺎه ﻞﻣﺎﺣ ﯽﻟﺎﮕﭼ نﺎﻳداﺮﮔ ﺎﺑ ﺐﺳﺎﻨﺘﻣ ﯼذﻮﻔﻧ نﺎﻳﺮﺟ (dn/dx)
نﺎﻳﺮﺟ رﻮﺒﻋ داﺪﺘﻣا رد
ﺖﺳا .
ﺖﻓﺮﮔ ﺮﻈﻧ رد ار ﺎه ﻩﺮﻔﺣ ﻢه و ﺎه نوﺮﺘﮑﻟا ﻢه ﯽﺘﺴﻳﺎﺑ ﯼذﻮﻔﻧ نﺎﻳﺮﺟ ﻪﺒﺳﺎﺤﻣ رد .
dx qD dn
J
n
n)
( dx
D dp dx
D dn q
J
dx qD dp
J
p n
tot
p p
Gradient: ﺐﻴﺷ Along: داﺪﺘﻣا رد
CH2 Basic Physics of Semiconductors 26
لﺎﺜﻣ
L qD N
dx qD dn
J
n
n
n
d d
n
n
L
x L
N qD dx
qD dn
J exp
Ld
N x x
n exp
x L
L x N
n
CH2 Basic Physics of Semiconductors 27
ﻦﻴﺘﺸﻴﻧا ﻪﻄﺑار
ﺸﻴﻧا ﻪﻄﺑار ﯽﻟو ﺖﺳا توﺎﻔﺘﻣ ﯼذﻮﻔﻧ نﺎﻳﺮﺟ و ﯽﺸﻧار نﺎﻳﺮﺟ ﮏﻳﺰﻴﻓ ﯽﻧﺎﺒﻣ ﻪﭼﺮﮔا ﻦﻴﺘ
ﺪﻨﮐ ﯽﻣ راﺮﻗﺮﺑ ود ﻦﻳا ﻦﻴﺑ زﻮﻣﺮﻣ ﯽﻃﺎﺒﺗرا .
q kT D
Mysterious: زﻮﻣﺮﻣ Relation: ﻪﻄﺑار
CH2 Basic Physics of Semiconductors 28
ﯼﺪﻨﺑ ﻊﻤﺟ
p n
p n
qp qn
dx qD dp
dx qD dn
E J
Drift Diffusion
CH2 Basic Physics of Semiconductors 29
لﺎﺼﺗا PN
) دﻮﻳد (
عﻮﻧ ﯽﺼﻟﺎﺧﺎﻧ زا ﯼدﺎه ﻪﻤﻴﻧ ﺖﻤﺳ ﮏﻳ رد ﺮﮔا N
عﻮﻧ ﯽﺼﻟﺎﺧﺎﻧ زا ﻞﺑﺎﻘﻣ ﺖﻤﺳ رد و P
ﺪﻧﻮﻴﭘ ترﻮﺻ نﺁ رد ،دﻮﺷ ﻩدﺎﻔﺘﺳا PN
ﺪﺷ ﺪهاﻮﺧ دﺎﺠﻳا دﻮﻳد نﺎﻤه ﺎﻳ .
CH2 Basic Physics of Semiconductors 30
ﯼذﻮﻔﻧ نﺎﻳﺮﺟ رﻮﺒﻋ
د ﯼذﻮﻔﻧ نﺎﻳﺮﺟ ،ﺖﺳا توﺎﻔﺘﻣ لﺎﺼﺗا ﻞﺤﻣ فﺮﻃ ود رد ﺎه ﻞﻣﺎﺣ ﯽﻟﺎﮕﭼ ﻪﮑﻨﻳا ﻞﻴﻟد ﻪﺑ
ر .دﻮﺷ ﯽﻣ راﺮﻗﺮﺑ لﺎﺼﺗا ﻞﺤﻣ
Across: ﺮﮕﻳد فﺮﻃ ﻪﺑ فﺮﻃ ﮏﻳ زا Excess: ﻪﻓﺎﺿا
Flow: نﺪﺷ ﯼرﺎﺟ
CH2 Basic Physics of Semiconductors 31
ﯽﻬﺗ ﻪﻴﺣﺎﻧ
ذﻮﻔﻧ ﻞﺑﺎﻘﻣ فﺮﻃ ﻪﺑ لﺎﺼﺗا ﻞﺤﻣ فﺮﻃ ﮏﻳ زا ﺎه ﻩﺮﻔﺣ و دازﺁ ﯼﺎه نوﺮﺘﮑﻟا ﻪﮐ ﯽﻣﺎﮕﻨه زا ﯽﻬﺗ ﺎﺟ نﺁ و دراد دﻮﺟو نﻮﻳ ﻂﻘﻓ ﺎﺟ نﺁ رد ﻪﮐ دﻮﺷ ﯽﻣ دﺎﺠﻳا ﯼا ﻪﻴﺣﺎﻧ ،ﺪﻨﻨﮐ ﯽﻣ ﺖﺳا رﺎﺑ ﯼﺎه ﻞﻣﺎﺣ .
ﺪﻨﻳﻮﮔ ﯽﻣ ﻪﻴﻠﺨﺗ ﺎﻳ ﯽﻬﺗ ﻪﻴﺣﺎﻧ ،ﻪﻴﺣﺎﻧ ﻦﻳا ﻪﺑ .
Depletion: ﯽﻬﺗ -ﻪﻴﻠﺨﺗ Ion: نﻮﻳ
32
ﯽﻬﺗ ﻪﻴﺣﺎﻧ
AL -
AL - AL - AL - AL -
AL -
AL -
AL - AL
-
AL - AL
-
AL -
AL -
AL -
AL -
AL -
AL -
AL - AL
-
AL -
AS + AS + AS + AS +
AS +
AS +
AS +
AS + AS
+ AS + AS +
AS + AS + AS + AS
+
AS +
AS +
AS +
AS + AS +
AS +
AS +
AS + AS +
AS + AS +
AS +
AS +
AL -
AL - AL
-
AL - AL
-
AL - AL -
AL -
ﺪﻧﻮﻴﭘ دﺎﻳز ﯽﺼﻟﺎﺧﺎﻧ ﯽﻟﺎﮕﭼ ﺎﺑ PN
E
E
ﺪﻧﻮﻴﭘ PN
ﻢﮐ ﯽﺼﻟﺎﺧﺎﻧ ﯽﻟﺎﮕﭼ ﺎﺑ ﻪﻴﻠﺨﺗ ﻪﻴﺣﺎﻧ ضﺮﻋ
ﻪﻴﻠﺨﺗ ﻪﻴﺣﺎﻧ ضﺮﻋ
CH2 Basic Physics of Semiconductors 33
Current Flow Across Junction: Drift
ﺪﻨﻨﮐ ﯽﻣ دﺎﺠﻳا ﯽﮑﻳﺮﺘﮑﻟا ناﺪﻴﻣ ﮏﻳ ﻪﻴﻠﺨﺗ ﻪﻴﺣﺎﻧ رد دﻮﺟﻮﻣ ﺖﺑﺎﺛ ﯼﺎه نﻮﻳ .
ﻴﻣ ﻦﻳا ناﺪ
دﻮﺷ ﯽﻣ ﯽﺸﻧار نﺎﻳﺮﺟ دﺎﺠﻳا ﺐﺒﺳ ﯽﮑﻳﺮﺘﮑﻟا .
CH2 Basic Physics of Semiconductors 34
لدﺎﻌﺗ ﺖﻟﺎﺣ
ﻮﻔﻧ نﺎﻳﺮﺟ فﻼﺧﺮﺑ نﺁ ﺖﻬﺟ و ﯼذﻮﻔﻧ نﺎﻳﺮﺟ ﺎﺑ ﺮﺑاﺮﺑ ﯽﺸﻧار نﺎﻳﺮﺟ لدﺎﻌﺗ ﺖﻟﺎﺣ رد ﯼذ
ﺖﺳا . ﺖﺳا ﺮﻔﺻ ﺎﺑ ﺮﺑاﺮﺑ ﺪﻨﻳﺁﺮﺑ نﺎﻳﺮﺟ ﻦﻳاﺮﺑﺎﻨﺑ .
ﺪﻧﻮﻴﭘ رد رﺎﺑ ﯼﺎه ﻞﻣﺎﺣ ﯽﻟﺎﮕﭼ قﻮﻓ ﻞﮑﺷ PN
ﺪهد ﯽﻣ نﺎﺸﻧ لدﺎﻌﺗ ﺖﻟﺎﺣ رد و .
n diff n
drift
p diff p
drift
I I
I I
, ,
, ,
Equilibrium: لدﺎﻌﺗ Net: ﺪﻨﻳﺁﺮﺑ
D
n
N
n
A
p
N
p
D i
n
N
p n
2
A i
p
N
n n
2
CH2 Basic Physics of Semiconductors 35
ﯽﻠﺧاد ﻞﻴﺴﻧﺎﺘﭘ
ﻞﻴﺴﻧﺎﺘﭘ ﮏﻳ ﺎﺟ نﺁ رد ،لﺎﺼﺗا ﻞﺤﻣ فﺮﻃ ود رد ﯽﮑﻳﺮﺘﮑﻟا ناﺪﻴﻣ دﻮﺟو ﻞﻴﻟد ﻪﺑ دﻮﺷ ﯽﻣ دﺎﺠﻳا ﯽﻠﺧاد ﯽﮑﻳﺮﺘﮑﻟا .
ﺑ ﻻﺎﺑ رد ﯽﮑﻳﺮﺘﮑﻟا ﻞﻴﺴﻧﺎﺘﭘ ﻦﻳا ﻪﺒﺳﺎﺤﻣ ﻩﻮﺤﻧ ﻩﺪﺷ نﺎﻴ
ﺖﺳا .
p
n
p
p p x
x p
p p
p D dp
dV
dx qD dp
pE q
2
1
n p p
p p p
p p x D
V x
V
dx D dp dx
p dV
ln )
( )
(
2 1
2 0
0
ln , ln
i D A n
p
n N N q
V kT p
p q
V kT
Built-in Potential: ﯽﻠﺧاد ﻞﻴﺴﻧﺎﺘﭘ Derivation: جاﺮﺨﺘﺳا
CH2 Basic Physics of Semiconductors 36
سﻮﮑﻌﻣ سﺎﻳﺎﺑ ﺖﻟﺎﺣ رد دﻮﻳد
ﻪﻴﺣﺎﻧ ﻪﺑ نوﺮﻴﺑ زا ﻪﮐ ﯼژﺎﺘﻟو ﻩﺎﮔﺮه N
ﻪﻴﺣﺎﻧ ﻪﺑ ﺖﺒﺴﻧ ﻢﻴﻨﮐ ﯽﻣ لﺎﻤﻋا دﻮﻳد ﮏﻳ زا
P سﻮﮑﻌﻣ سﺎﻳﺎﺑ ﻂﻳاﺮﺷ رد دﻮﻳد ﻪﮐ ﻢﻴﻳﻮﮔ ﯽﻣ ﺎﺣﻼﻄﺻا ،ﺪﺷﺎﺑ ﻪﺘﺷاد ﯼﺮﺘﺸﻴﺑ ﻞﺴﻧﺎﺘﭘ
ﺖﺳا .
ﺧاد ﯽﮑﻳﺮﺘﮑﻟا ناﺪﻴﻣ ﺎﺑ ﺖﻬﺟ ﻢه ﯽﺟرﺎﺧ ﯽﮑﻳﺮﺘﮑﻟا ناﺪﻴﻣ سﻮﮑﻌﻣ سﺎﻳﺎﺑ ﻂﻳاﺮﺷ رد ﯽﻠ
ﺖﺳا . ﺪﻧﻮﻴﭘ ﻞﺤﻣ رد ﯼﺮﺗ ﯼﻮﻗ ﯽﮑﻳﺮﺘﮑﻟا ناﺪﻴﻣ ﻦﻳاﺮﺑﺎﻨﺑ PN
نﺁ ﻊﺒﺗ ﻪﺑ و دﻮﺷ ﯽﻣ دﺎﺠﻳا
ﺪﺑﺎﻳ ﯽﻣ ﺶﻳاﺰﻓا ﻪﻴﻠﺨﺗ ﻪﻴﺣﺎﻧ ضﺮﻋ .
CH2 Basic Physics of Semiconductors 37
سﻮﮑﻌﻣ سﺎﻳﺎﺑ ﻪﻴﺣﺎﻧ رد دﻮﻳد ﯼﺎهدﺮﺑرﺎﮐ )
ژﺎﺘﻟو ﺎﺑ ﺮﻴﻐﺘﻣ نزﺎﺧ (
ﺪﻧﻮﻴﭘ ﮏﻳ PN
ﺖﻓﺮﮔ ﺮﻈﻧ رد نزﺎﺧ ﮏﻳ ﺪﻨﻧﺎﻤه ناﻮﺗ ﯽﻣ ار سﻮﮑﻌﻣ سﺎﻳﺎﺑ ﺖﻟﺎﺣ رد .
ﺎﺑ
ﺮﻴﻴﻐﺗ VR
ﺪﻨﮐ ﯽﻣ ﺮﻴﻴﻐﺗ نزﺎﺧ راﺪﻘﻣ نﺁ ﻊﺒﺗ ﻪﺑ و ﻩدﺮﮐ ﺮﻴﻴﻐﺗ ﻪﻴﻠﺨﺗ ﻪﻴﺣﺎﻧ ضﺮﻋ .
ﺪﻧﻮﻴﭘ ﮏﻳ PN
ﺪﻨﮐ ﯽﻣ ﻞﻤﻋ ژﺎﺘﻟو ﺎﺑ ﺮﻴﻐﺘﻣ نزﺎﺧ ﺪﻨﻧﺎﻤه سﻮﮑﻌﻣ سﺎﻳﺎﺑ ﺖﻟﺎﺣ رد .
Voltage-Dependent Capacitor: ژﺎﺘﻟو ﺎﺑ ﺮﻴﻐﺘﻣ نزﺎﺧ
CH2 Basic Physics of Semiconductors 38
ژﺎﺘﻟو ﺎﺑ ﺮﻴﻐﺘﻣ نزﺎﺧ
ﻪﻄﺑار قﻮﻓ
رد سرد ﮏﻳﺰﻴﻓ
ﮏﻴﻧوﺮﺘﮑﻟا تﺎﺒﺛا
ﯽﻣ دﻮﺷ .
0 0
0 0
1 2
1
V N N
N N C q
V V C C
D A
D si A
j
R j j
CH2 Basic Physics of Semiconductors 39
ژﺎﺘﻟو ﺎﺑ ﻩﺪﺷ لﺮﺘﻨﮐ زﺎﺳ نﺎﺳﻮﻧ (VCO)
ﺪﻧﻮﻴﭘ ﻢﻬﻣ رﺎﻴﺴﺑ دﺮﺑرﺎﮐ ﮏﻳ PN
راﺪﻣ رد نﺁ زا ﻪﮐ ﺖﺳا ﻦﻳا سﻮﮑﻌﻣ سﺎﻳﺎﺑ ﺖﻟﺎﺣ رد
VCO دﻮﺷ ﯽﻣ ﻩدﺎﻔﺘﺳا
. ﮏﻧﺎﺗ راﺪﻣ زا ﻻﻮﻤﻌﻣ ﺎه زﺎﺳ نﺎﺳﻮﻧ رد ﻪﮐ دﻮﺷ ﯽﻣ ﯼروادﺎﻳ
LC دﻮﺷ ﯽﻣ ﻩدﺎﻔﺘﺳا .
ﺮﻴﻴﻐﺗ ﺎﺑ VR
راﺪﻘﻣ C
ﺪﻨﮐ ﯽﻣ ﺮﻴﻴﻐﺗ نﺎﺳﻮﻧ ﺲﻧﺎﮐﺮﻓ ﻪﺠﻴﺘﻧ رد و ﻩدﺮﮐ ﺮﻴﻴﻐﺗ .
f
resLC 1 2
1
Oscillator: زﺎﺳ نﺎﺳﻮﻧ Tank: نﺰﺨﻣ
CH2 Basic Physics of Semiconductors 40
ﻢﻴﻘﺘﺴﻣ سﺎﻳﺎﺑ ﻪﻴﺣﺎﻧ رد دﻮﻳد
ﯼدﺎه ﻪﻤﻴﻧ ﻪﮐ ﺪﺷﺎﺑ ﯼا ﻪﻧﻮﮔ ﻪﺑ نوﺮﻴﺑ زا ﻩﺪﺷ لﺎﻤﻋا ژﺎﺘﻟو ﻩﺎﮔﺮه N
ﯼﺮﺘﻤﮐ ﻞﻴﺴﻧﺎﺘﭘ
ﯼدﺎه ﻪﻤﻴﻧ ﻪﺑ ﺖﺒﺴﻧ P
دﻮﺑ ﺪهاﻮﺧ ﻢﻴﻘﺘﺴﻣ سﺎﻳﺎﺑ رد دﻮﻳد ترﻮﺻ نﺁ رد ﺪﺷﺎﺑ ﻪﺘﺷاد .
ﺑ ﺪهاﻮﺧ ﯽﻠﺧاد ﯽﮑﻳﺮﺘﮑﻟا ناﺪﻴﻣ ﺖﻬﺟ فﻼﺧ ﺮﺑ ﯽﺟرﺎﺧ ﯽﮑﻳﺮﺘﮑﻟا ناﺪﻴﻣ ﺖﻟﺎﺣ ﻦﻳا رد دﻮ
. ﯽﻣ ﺮﺘﻤﮐ ﻪﻴﻠﺨﺗ ﻪﻴﺣﺎﻧ ضﺮﻋ ﺮﮕﻳد ترﺎﺒﻋ ﻪﺑ .ﺪﺑﺎﻳ ﯽﻣ ﺶهﺎﮐ ﺪﻨﻳاﺮﺑ ﯽﮑﻳﺮﺘﮑﻟا ناﺪﻴﻣ اﺬﻟ
دﻮﺷ .
و ﻩﺪﺷ ﯽﺸﻧار نﺎﻳﺮﺟ ﺮﺑ ﯼذﻮﻔﻧ نﺎﻳﺮﺟ ﻪﺒﻠﻏ ﺐﺒﺳ ﺪﻨﻳﺁﺮﺑ ﯽﮑﻳﺮﺘﮑﻟا ناﺪﻴﻣ ﺶهﺎﮐ نﺎﻳﺮﺟ
زا ﯽﮑﻳﺮﺘﮑﻟا P
ﻪﺑ N دﻮﺷ ﯽﻣ راﺮﻗﺮﺑ .
CH2 Basic Physics of Semiconductors 41
ژﺎﺘﻟو ﺐﺴﺣ ﺮﺑ نﺎﻳﺮﺟ ﻪﺼﺨﺸﻣ
ﺖﺳا ﯽﻳﺎﻤﻧ ﻢﻴﻘﺘﺴﻣ سﺎﻳﺎﺑ ﺖﻟﺎﺣ رد ژﺎﺘﻟو ﺐﺴﺣ ﺮﺑ نﺎﻳﺮﺟ ﻪﻄﺑار .
ﺖﺳا ﺖﺑﺎﺛ ﺎﺒﻳﺮﻘﺗ سﻮﮑﻌﻣ سﺎﻳﺎﺑ ﺖﻟﺎﺣ رد ژﺎﺘﻟو ﺐﺴﺣ ﺮﺑ نﺎﻳﺮﺟ ﻪﻄﺑار .
) 1 (exp
T D S
D
V
I V I
holes of
Length Diffusion
: L
Electrons of
Length Diffusion
: L
) (
p n
2
p D
p n
A n i
s N L
D L
N Aqn D
I
mV V
K T
if
q V kT
T T
26
300
CH2 Basic Physics of Semiconductors 42
ﯼﺎه ﺪﻧﻮﻴﭘ ندﺮﮐ ﯼزاﻮﻣ PN
ﻪﮑﻨﻳا ﻪﺑ ﻪﺟﻮﺗ ﺎﺑ قﻮﻓ عﻮﺿﻮﻣ I s
ﺎﺑ ﺐﺳﺎﻨﺘﻣ A
ﺖﺳا )
ﻞﺒﻗ ﺪﻳﻼﺳا (
ﺖﺳا ﺢﺿاو ﻼﻣﺎﮐ ، .
CH2 Basic Physics of Semiconductors 43
ﺖﺑﺎﺛ ژﺎﺘﻟو ﺎﺑ دﻮﻳد لﺪﻣ
CH2 Basic Physics of Semiconductors 44
لﺎﺜﻣ
S X T
X D
X
X
I
V I R
I V
R I
V
1
1 ln mA
I
mA I
X X
2 . 0
2 . 2
V V
V V
X X
1 3
for
for
CH2 Basic Physics of Semiconductors 45
سﻮﮑﻌﻣ ﺖﺴﮑﺷ ﻩﺪﻳﺪﭘ
نﺎﻳﺮﺟ و ﺪهد ﯽﻣ خر ﺖﺴﮑﺷ ﻩﺪﻳﺪﭘ ،دﻮﺷ لﺎﻤﻋا دﻮﻳد ﻪﺑ ﯼدﺎﻳز سﻮﮑﻌﻣ ژﺎﺘﻟو ﻩﺎﮔﺮه ﺪﻨﮐ ﯽﻣ رﻮﺒﻋ دﻮﻳد زا ﯼدﺎﻳز سﻮﮑﻌﻣ .
Breakdown: ﺖﺴﮑﺷ
Enormous: ﺮﺗ گرﺰﺑ لﻮﻤﻌﻣ ﺪﺣ زا -دﺎﻳز
CH2 Basic Physics of Semiconductors 46
ﯽﻨﻤﻬﺑ و ﯼﺮﻧز ﺖﺴﮑﺷ ﻩﺪﻳﺪﭘ
رد ترﻮﺻ نﺁ رد ،دﻮﺷ لﺎﻤﻋا ﯼدﺎﻳز سﻮﮑﻌﻣ ژﺎﺘﻟو سﻮﮑﻌﻣ سﺎﻳﺎﺑ ﺖﻟﺎﺣ رد ﻩﺎﮔ ﺮه
ﺖﺷاد ﻢﻴهاﻮﺧ ﯼﻮﻗ ﯽﮑﻳرﺮﺘﮑﻟا ناﺪﻴﻣ ﻪﻴﻠﺨﺗ ﻪﻴﺣﺎﻧ .
ﺘﺴﮑﺷ ﺐﺒﺳ ﯼﻮﻗ ناﺪﻴﻣ ﻦﻳا ﻩﺪﺷ ﻪ
ﺲﻧﻻاوﻮﮐ ﺪﻧﻮﻴﭘ Si
ﺎﺑ Si ﯽﻬﺗ ﻪﻴﺣﺎﻧ رد دازا ﻩﺮﻔﺣ و دازﺁ نوﺮﺘﮑﻟا نﺁ ﻊﺒﺗ ﻪﺑ و دﻮﺷ ﯽﻣ
دﻮﺷ ﯽﻣ دﺎﺠﻳا .
ﮑﻌﻣ نﺎﻳﺮﺟ ﺎﺗﺪﻋﺎﻗ ﯽﻬﺗ ﻪﻴﺣﺎﻧ رد ﯽﮑﻳﺮﺘﮑﻟا ناﺪﻴﻣ ﺖﻬﺟ ﻪﺑ ﻪﺟﻮﺗ ﺎﺑ
سﻮ .ﺪﻨﻳﻮﮔ ﯼﺮﻧز ﺖﺴﮑﺷ ﻩﺪﻳﺪﭘ ،ﻩﺪﻳﺪﭘ ﻦﻳا ﻪﺑ .دﺮﮐ ﺪهاﻮﺧ رﻮﺒﻋ دﻮﻳد زا
ﯽﻨﻤﻬﺑ ﺖﺴﮑﺷ ﻩﺪﻳﺪﭘ ددﺮﮔ ﯽﻣ ﺮﺑ ﯼژﺮﻧا ﺮﭘ ﯼﺎه ﻩﺮﻔﺣ و ﺎه نوﺮﺘﮑﻟا ﻪﺑ
. ﺎه ﻞﻣﺎﺣ ﻦﻳا
ﯼ نﺪﺷ ﻪﺘﺴﮑﺷ ﺐﺒﺳ و ﺪﻨﻨﮐ ﯽﻣ درﻮﺧﺮﺑ ﻦﮑﻴﻠﻴﺳ ﯼﺎه ﻢﺗا ﻪﺑ ﻪﻴﻠﺨﺗ ﻪﻴﺣﺎﻧ رد ﯼژﺮﻧا ﺮﭘ
دﻮﺷ ﯽﻣ دازا ﻩﺮﻔﺣ و نوﺮﺘﮑﻟا دﺎﺠﻳا نﺁ ﻊﺒﺗ ﻪﺑ و ﺲﻧﻻاوﻮﮐ ﯼﺎه ﺪﻧﻮﻴﭘ .
ﺑ ﻩﺪﻳﺪﭘ ﻦﻳا
ﻪﺪﻨﮐ ﯽﻣ رﻮﺒﻋ دﻮﻳد زا ﯽﮔرﺰﺑ سﻮﮑﻌﻣ نﺎﻳﺮﺟ ﺎﺘﻳﺎﻬﻧ و دﻮﺷ ﯽﻣ راﺮﮑﺗ ﯽﻨﻤﻬﺑ ترﻮﺻ .
Avalanche: ﻦﻤﻬﺑ Collide: ندرﻮﺧ ﻢه ﻪﺑ