PN结电容与正向直流偏压的关系

半导体PN结具有电容的性质．在正向直流偏压下,理论计算表明,PN结扩散电容的对数与正向偏压成正比．实验发现,当正向偏压小于30mV时,这种线性关系是成立的;当正向偏压大于30mV时,会偏离这种线性关系．由于PN结还具有电阻特性,对交流信号的相位有影响．随着正向偏压增大,交流信号的相位变化出现一极值．如果将PN结等效为一个电容和一个电阻并联,就可以定性解释这种变化关系．     

PN结对交流信号相位的影响(续)

当1个交流小信号被1个PN结和1个大电容分压,且该电容的电容值远大于PN结电容时,大电容两端的电压与PN结电容成正比,该信号的相位与PN结的电阻以及信号的频率有关.把PN结当作1个电容和1个电阻并联,可定性解释该信号的相位与PN结正向电阻、与加在PN结两端的直流反向偏压、在零直流偏压下与交流信号频率的关系.     

用示波器粗测电容电感值

介绍利用示波器、信号发生器、可调电容、可调电感测电容值、自感和互感系数的方法，可充实示波器实验内容。关键词     

纳米隧道结的量子电容现象

利用STM针尖和二维Au纳米团簇构造的双隧道结，通过对单电子隧穿谱的测量，研究了纳米隧道结的电容随隧道结宽度的变化，发现电容随结宽度的变化偏离了经典电容的行为，为纳米隧道结的量子电容效应提供了实验证据。     

PN结型器件在交流小信号下的电容特性

GaN基发光二极管(LED)是典型的PN结型器件,本文以GaN-LED为例,系统阐述了PN结在交流小信号下的电容特性;首次区分、定义了‘电压区间',并阐明了不同‘电压区间'对电容起贡献的机制.指出:小电压下,PN结电容主要由耗尽层电容贡献,随电压几乎不发生变化;过渡区,PN结电容主要由扩散电容贡献,随电压近e指数增加.这些特性与经典Shockley理论一致.大电压下,PN结电容变为负值.精确分析负电容特性后,总结出了负电容随电压和频率的精确变化关系式.负电容的实验结果难以被经典Shockley的扩散电容理论解释,但为Hess教授的《Advanced Theory of Semiconductor Devices》提供了有力的实验基础,将为半导体器件物理的发展起到推动作用.     

发光二极管负电容与复合发光关系

利用正向交流(ac)小信号方法对发光二极管(LED)的电容-电压特性进行测量,可以观察到发光二极管中的负电容现象。通过对复合发光机理和发光二极管p-n结进行分析,得到了发光二极管在特定的正向电压范围内,由于发光概率复合急剧变化出现了＜0的现象;当＜0时,分析发光二极管结电容在正向偏压下对交流小信号的响应得到发光二极管表观电容的电流相位落后交流小信号电压相位,发光二极管表观电容表现为一个负电容。首次得到了发光二极管负电容与复合发光的关系表达式。     

用示波器测量电解电容器的动态电容值

电解电容器工作时一般都是在极板间加有一定直流电压u的基础上还叠加较小的交流电压u，在此条件下测得的交流电容即为该电容的动态电容测量值．电解电容器的动态测量值可由示波器测出。     

一种InP双异质结双极晶体管小信号物理模型及其提取方法

研究了InP双异质结双极晶体管（DHBT）的能带结构对集电极电容的影响,解决了传统方法不能准确提取InP DHBT集电极电容的问题.考虑了基极-发射极和集电极-发射极引线间的交叠电容,并从物理上区分了InP DHBT的本征电阻、外部电阻与寄生电阻,建立了一个基于物理的InP基DHBT小信号模型.同时提出了一套直接提取模型参数的方法,该方法无需引入数学优化,具有清晰的物理意义.提取的结果在很宽的偏置范围内准确地拟合了器件特性,验证了模型的准确性与提取方法的有效性. 关键词： InP双异质结双极晶体管 集电极电容 小信号模型 参数提取     

电阻附加电容

本文指出当导体内电阻率随位置有变化时则存在电容，并分别给出电阻端面电容值和电阻体电容值的计算式。     

平板电容作用力的扭摆测量方法

平板电容作用力的扭摆测量方法罗俊，范淑华（华中理工大学武汉４３００７４）平板电容两极板之间存在相互作用力是电磁学中为人们所熟悉的一个结论，从实验上直接观测电容作用力效应通常的办法是采用静电天平或电磁天平．本文提出平板电容作用力的扭摆测量方法．其实验设...     

MATLAB拟合工具箱在PN结物理特性综合实验中的应用

介绍了PN结物理特性综合实验原理,利用绘图软件Matlab对实验数据进行曲线拟合,得到了PN结伏安特性函数表达式和PN结正向压降与温度间关系的拟合曲线,计算了常温下玻尔兹曼常数和PN结温度传感器灵敏度及T=0 K时的半导体近似禁带宽度。     

应用计算机测定PN结正向压降的温度特性

采用电热法把待测的PN结放置于温度可连续变化的热源中,利用精确的温度传感器进行温度测量,并利用计算机数据采集技术,直观地再现了PN结正向压降随温度线性变化的整个物理过程,提高了测量的精度.     

PN结伏安特性的实验研究

介绍了验证PN结伏安关系特性实验的实验原理,并利用绘图软件Origin7.5对实验数据进行处理.结果表明,PN结的扩散电流和两端的正向电压之间满足指数关系.通过与理论公式的比较,准确地测出了玻尔兹曼常数.     

One-dimensional breakdown voltage model of SOI RESURF lateral power device based on lateral linearly graded approximation

A novel one-dimensional(1D) analytical model is proposed for quantifying the breakdown voltage of a reduced surface field(RESURF) lateral power device fabricated on silicon on an insulator(SOI) substrate.We assume that the charges in the depletion region contribute to the lateral PN junctions along the diagonal of the area shared by the lateral and vertical depletion regions.Based on the assumption,the lateral PN junction behaves as a linearly graded junction,thus resulting in a reduced surface electric field and high breakdown voltage.Using the proposed model,the breakdown voltage as a function of device parameters is investigated and compared with the numerical simulation by the TCAD tools.The analytical results are shown to be in fair agreement with the numerical results.Finally,a new RESURF criterion is derived which offers a useful scheme to optimize the structure parameters.This simple 1D model provides a clear physical insight into the RESURF effect and a new explanation on the improvement in breakdown voltage in an SOI RESURF device.     

半电体PN结电压—温度特性的实验研究

本文通过实验测量和描绘了４种硅管和２种锗管ＰＮ结的电压—温度特性曲线,用最小二乘法求解了电压温度系数和禁带宽度,并分析了结电压与温度的相关性,证实结电压与温度密切相关。     

PN结正向电压与温度关系实验中的实际问题

本文就PN结正向电压与温度关系研究实验中所涉及的常见问题进行了阐述,并提出了相应解决办法。本文能为相关实验工作者提供参考。     

单向瞬态电压抑制二极管的参数提取

在半导体器件高功率电磁脉冲效应数值模拟中,真实器件的物理模型构建较为困难。为了解决这一问题,以某型单向瞬态电压抑制(TVS)二极管为例,对其进行测试获取建模所需的参数信息。通过X光成像、扫描电子显微镜（SEM）及杂质染色等技术手段,获得了该器件PN结正对面积大小、PN结深度等结构参数。通过实验测量了二极管的反向击穿电压和电容曲线,结合数值计算,推导出了二极管的杂质浓度。利用本次实验获得的参数,结合数值计算的结果,建立了该型号二极管的真实半导体物理模型。对该模型进行了数值仿真,计算了器件的伏安响应曲线并与实验值进行了比对,计算结果与实验值吻合较好。本次的方法除了可以直接用于PN结型器件的建模外,也为其他器件物理模型的建立提供了参考,可在半导体器件效应数值模拟研究中得到应用。     

低温LBJT性能表征

作为集成电路的重要组成器件,双极结型晶体管在高速高频等方面有着互补金属氧化物半导体不能替代的优点.由于常规双极结型晶体管在低温环境中增益骤降,器件性能大幅衰减,故双极结型晶体管低温性能的研究较少且仅限于77K以上的温度.本文对在绝缘体上硅衬底上制造的与CMOS工艺相兼容的对称水平双极结型晶体管进行了4.2～300K宽温度范围的变温直流性能的测试,研究了施加正向衬底偏压对器件性能的影响,并探究了基于LBJT PN结的结温与温度关系用作低温温度传感器的可能性.通过施加12V的正向衬底偏压,得出了LBJT在4.2K的低温下具有～100的增益,并且LBJT PN结的正向电压与温度具有良好的线性关系,具备用作低温片上集成温度传感器的可能性.