例2:窄基二极管的通解

概述

  1. 太阳能电池中的准中性区很小,因此不存在复合。
  2. 窄基极二极管特解的边界条件是:

    (1)

    (2)

第1步:求解耗尽区的性质

与大多数器件一样,耗尽区静电特性的计算方法不变,因此此处不再重复。

第2步:求解准中性区中载流子的浓度和电流

计算U和G

我们将 G 设为常数,并且U=0

计算通解

我们仍然从连续性方程导出的方程开始。然而,在这种情况下,复合为零,因此方程变为:

通解为:

边缘高复合的窄基极二极管的特解

我们需要的边界条件如下:

在耗尽区的边缘:

x = WDn(x = W)=0 时,过量的少数载流子浓度 Dn 必须为零。

第一个边界条件给出:

第二个边界条件给出:

经简化得出

将这些方程代入通解可得出载流子浓度方程:

通过对载流子浓度微分可以得到电流:

经简化得出:

第3步:计算总电流

耗尽区电流的变化由以下一般方程给出:

如果耗尽区不断有生成且没有复合,那么

, 其中 xn 是 p 型材料中的耗尽区宽度。

p型材料耗尽区边缘的 Jn 为:

n型材料耗尽区边缘的 Jn 为:

Jp 存在类似的方程,总电流为: