• Tidak ada hasil yang ditemukan

PDF ﻚﻴﻧوﺮﺘﻜﻟاوﺮﻜﻴﻣ ﻲﻧﺎﺒﻣ - Kntu

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2024

Membagikan "PDF ﻚﻴﻧوﺮﺘﻜﻟاوﺮﻜﻴﻣ ﻲﻧﺎﺒﻣ - Kntu"

Copied!
46
0
0

Teks penuh

(1)

ﻚﻴﻧوﺮﺘﻜﻟاوﺮﻜﻴﻣ ﻲﻧﺎﺒﻣ

ﺎﻫ ﻞﺼﻓﺮﺳ :

يدﺎﻫ ﻪﻤﻴﻧ ﻚﻳﺰﻴﻓ

يدﻮﻳد يﺎﻫرراﺪﻣﻲﺒﻄﻗ ود رﻮﺘﺴﻳﺰﻧاﺮﺗ ﻚﻳﺰﻴﻓﻲﺒﻄﻗود يﺎﻫرﻮﺘﺴﻳﺰﻧاﺮﺗ زا هدﺎﻔﺘﺳا ﺎﺑ ﺎﻫ هﺪﻨﻨﻛ ﺖﻳﻮﻘﺗﺖﻔﺳﺎﻣ رﻮﺘﺴﻳﺰﻧاﺮﺗ ﻚﻳﺰﻴﻓ

يﺎﻫرﻮﺘﺴﻳﺰﻧاﺮﺗ زا هدﺎﻔﺘﺳا ﺎﺑ ﺎﻫ هﺪﻨﻨﻛ ﺖﻳﻮﻘﺗ

MOS

رﻮﺘﺴﻳﺰﻧاﺮﺗ  JFET

1

(2)

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

(3)

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)

4

ﺎﻫ يدﺎﻫ ﻪﻤﻴﻧ ﻚﻳﺰﻴﻓ

ﺎﻬﻧآ صاﻮﺧ و يدﺎﻫ ﻪﻤﻴﻧ داﻮﻣ يﺪﻧﻮﻴﭘ دﻮﻳدPN

ﺎﻫدﻮﻳد رد سﻮﻜﻌﻣ ﺖﺴﻜﺷ هﺪﻳﺪﭘ

(5)

CH2 Basic Physics of Semiconductors 5

ﻒﻴﻟﺪﻨﻣ ﻲﺑوﺎﻨﺗ لوﺪﺟ

Periodic Table: ﻲﺑوﺎﻨﺗ لوﺪﺟ

(6)

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 :

(7)

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

(8)

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

(9)

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 ﻲﻟﺎﮕﭼn :

ﺎﻫ هﺮﻔﺣ ﻲﻤﺠﺣ ﻲﻟﺎﮕﭼp :

Hole: هﺮﻔﺣ

(10)

CH2 Basic Physics of Semiconductors 10

يدﺎﻫ ﻪﻤﻴﻧ رد دزآ يﺎﻫ نوﺮﺘﻜﻟا ﻲﻟﺎﮕﭼ ﻦﻜﻴﻠﻴﺳ ﻲﺗاذ

gﺗ 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

(11)

هﺮﻔﺣ ﺖﻛﺮﺣ ﻢﺴﻴﻧﺎﻜﻣ

11

(12)

يدﺎﻫ ﻪﻤﻴﻧ رد هﺮﻔﺣ ﺖﻛﺮﺣ ﻢﺴﻴﻧﺎﻜﻣ ﻦﺸﻴﻤﻴﻧا

12

(13)

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

(14)

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

(15)

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 .

ﺮﮔاSi 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

(16)

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 ردﺖﺳا راﺮﻗﺮﺑ ﺮﻳز :

i2

=n p

× n

(17)

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:

(18)

CH2 Basic Physics of Semiconductors 18

ﺎه نوﺮﺘﮑﻟا و ﺎه ﻩﺮﻔﺣ ﯽﻟﺎﮕﭼ

2

n

i

np 

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

(19)

CH2 Basic Physics of Semiconductors 19

ﺎه ﯼدﺎه ﻪﻤﻴﻧ رد رﺎﺑ لﺎﻘﺘﻧا ﻢﺴﻴﻧﺎﮑﻣ

ﯽﺸﻧار نﺎﻳﺮﺟ

ﯼذﻮﻔﻧ نﺎﻳﺮﺟ Transportation: لﺎﻘﺘﻧا

Drift: ﺶﻧار Diffusion: ذﻮﻔﻧ

(20)

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

(21)

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 q

t t

d t

t

q n

h W d t

t

In Q

1 2 1

2 1

2

(22)

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

(23)

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

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

(24)

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 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

.

Diffusion: ذﻮﻔﻧ Injection: ﻖﻳرﺰﺗ

Concentration: ﺖﻈﻠﻏ Analogous: ﻪﺴﻳﺎﻘﻣ ﻞﺑﺎﻗ Droplet: ﮏﭼﻮﮐ ﻩﺮﻄﻗ

(25)

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

(26)

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

(27)

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

(28)

CH2 Basic Physics of Semiconductors 28

ﯼﺪﻨﺑ ﻊﻤﺟ

p n

p n

qp qn

dx qD dp

dx qD dn

E J

 

  

Drift Diffusion

(29)

CH2 Basic Physics of Semiconductors 29

لﺎﺼﺗا PN

) دﻮﻳد (

عﻮﻧ ﯽﺼﻟﺎﺧﺎﻧ زا ﯼدﺎه ﻪﻤﻴﻧ ﺖﻤﺳ ﮏﻳ رد ﺮﮔاN

عﻮﻧ ﯽﺼﻟﺎﺧﺎﻧ زا ﻞﺑﺎﻘﻣ ﺖﻤﺳ رد و P

ﺪﻧﻮﻴﭘ ترﻮﺻ نﺁ رد ،دﻮﺷ ﻩدﺎﻔﺘﺳا PN

ﺪﺷ ﺪهاﻮﺧ دﺎﺠﻳا دﻮﻳد نﺎﻤه ﺎﻳ .

(30)

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

(31)

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)

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

(33)

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 .

(34)

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

(35)

CH2 Basic Physics of Semiconductors 35

ﯽﻠﺧاد ﻞﻴﺴﻧﺎﺘﭘ

ﻞﻴﺴﻧﺎﺘﭘ ﮏﻳ ﺎﺟ نﺁ رد ،لﺎﺼﺗا ﻞﺤﻣ فﺮﻃ ود رد ﯽﮑﻳﺮﺘﮑﻟا ناﺪﻴﻣ دﻮﺟو ﻞﻴﻟد ﻪﺑدﻮﺷ 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

(36)

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 .

(37)

CH2 Basic Physics of Semiconductors 37

سﻮﮑﻌﻣ سﺎﻳﺎﺑ ﻪﻴﺣﺎﻧ رد دﻮﻳد ﯼﺎهدﺮﺑرﺎﮐ )

ژﺎﺘﻟو ﺎﺑ ﺮﻴﻐﺘﻣ نزﺎﺧ (

ﺪﻧﻮﻴﭘ ﮏﻳPN

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

(38)

CH2 Basic Physics of Semiconductors 38

ژﺎﺘﻟو ﺎﺑ ﺮﻴﻐﺘﻣ نزﺎﺧ

ﻪﻄﺑارقﻮﻓ

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

 

(39)

CH2 Basic Physics of Semiconductors 39

ژﺎﺘﻟو ﺎﺑ ﻩﺪﺷ لﺮﺘﻨﮐ زﺎﺳ نﺎﺳﻮﻧ (VCO)

ﺪﻧﻮﻴﭘ ﻢﻬﻣ رﺎﻴﺴﺑ دﺮﺑرﺎﮐ ﮏﻳPN

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

res

LC 1 2

1

 

Oscillator: زﺎﺳ نﺎﺳﻮﻧ Tank: نﺰﺨﻣ

(40)

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 .

(41)

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  

(42)

CH2 Basic Physics of Semiconductors 42

ﯼﺎه ﺪﻧﻮﻴﭘ ندﺮﮐ ﯼزاﻮﻣ PN

ﻪﮑﻨﻳا ﻪﺑ ﻪﺟﻮﺗ ﺎﺑ قﻮﻓ عﻮﺿﻮﻣI s

ﺎﺑ ﺐﺳﺎﻨﺘﻣ A

ﺖﺳا )

ﻞﺒﻗ ﺪﻳﻼﺳا (

ﺖﺳا ﺢﺿاو ﻼﻣﺎﮐ ، .

(43)

CH2 Basic Physics of Semiconductors 43

ﺖﺑﺎﺛ ژﺎﺘﻟو ﺎﺑ دﻮﻳد لﺪﻣ

(44)

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

(45)

CH2 Basic Physics of Semiconductors 45

سﻮﮑﻌﻣ ﺖﺴﮑﺷ ﻩﺪﻳﺪﭘ

نﺎﻳﺮﺟ و ﺪهد ﯽﻣ خر ﺖﺴﮑﺷ ﻩﺪﻳﺪﭘ ،دﻮﺷ لﺎﻤﻋا دﻮﻳد ﻪﺑ ﯼدﺎﻳز سﻮﮑﻌﻣ ژﺎﺘﻟو ﻩﺎﮔﺮهﺪﻨﮐ ﯽﻣ رﻮﺒﻋ دﻮﻳد زا ﯼدﺎﻳز سﻮﮑﻌﻣ .

Breakdown: ﺖﺴﮑﺷ

Enormous: ﺮﺗ گرﺰﺑ لﻮﻤﻌﻣ ﺪﺣ زا -دﺎﻳز

(46)

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

Referensi

Dokumen terkait