4.2固体成像器件
固体成像器件成像原理及应用
§8.2 CCD的结构与特性
为使CCD能在二相时钟脉冲驱动下工作，电极 须设计成不对称的结构，以保证电荷在不对称电 极下产生体内定向运动。
二相多晶硅栅极结构
§8.2 CCD的结构与特性
电极有方向性的二相CC D转移过程和时钟波形
§8.2 CCD的结构与特性
四电极结构CCD的奇数电极位于厚SiO2上，偶 数电极位于薄SiO2上。故即使在同一栅压下， 偶数电极下的耗尽层要深一些，以保证电荷产生 定向运动。
一、稳态下的MOS电容器
MOS电容器的结构
§8.1 CCD的物理基础与工作原理
理想MOS电容在外加偏压下的能带变化
§8.1 CCD的物理基P础型与半导工体作表原面理的
当Vg>Vth(阈值电压) 时，表面出现强反型 层。耗尽层达到最大 宽度，且不随Vg变化
反型层由电子构成， 称为N沟道；而N型 半导体的反型层称为 P沟道。
➢ 耗尽层内的载流子产生的暗电流； ➢ 衬底内的载流子产生的暗电流； ➢ SiO2-Si界面产生-复合中心产生的暗电流。
7、CCD的功耗
固体成像器件成像原理及应用
§8.1 CCD的物理基础与工作原理 §8.2 CCD的结构与特性 §8.3 CCD成像原理 §8.4 增强型（微光）电荷耦合成像器件 §8.5 CCD的应用 §8.6 CMOS成像器件及其应用
固体成像器件是指利用内光电效应工作在非真 空环境下的成像器件。
特点：体积小、重量轻、灵敏度高、寿命长、 低功耗、动态范围大。
例如：CCD、CID、CPD、SSPD
§8.1 CCD的物理基础与工作原理
固 体 成 像 器 件
固体成像系统
§8.1 CCD的物理基础与工作原理
固体成像器件成像原理
固体成像器件成像原理固体成像器件（Solid-state imaging devices）是一种用于光学成像的器件，常见的例子是CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器。
它们广泛应用于数码相机、摄像机、手机摄像头、微控制器等各种成像设备中。
首先，光电转换是指光信号的转换为电信号的过程。
当光照射到固体成像器件表面时，光子会激发器件中的电子，使其跃迁到导带能级上，形成载流体。
绝大部分固体成像器件使用半导体材料作为光电转换材料，其中CCD使用的是硅材料，CMOS传感器则使用的是互补金属氧化物半导体。
当光照强度越大时，激发的电子数目就越多，形成的电荷量也就越大。
在信号读出完成后，固体成像器件会将电荷信号转换为电压信号并进行放大。
在CCD传感器中，电荷通过电荷耦合器件的串行传输结构进行传递，然后通过放大电路进行放大。
而在CMOS传感器中，每个像素都有自己的放大电路，电荷经过感光器件转换为电流信号，再通过放大电路转换为电压信号进行输出。
固体成像器件的成像质量受到颗粒度、量子效率、动态范围等因素的影响。
颗粒度是指图像分辨率，也就是器件的像素数量。
量子效率是指每个像素对光的敏感程度，即光电转换效率。
动态范围是指器件能够处理的最大和最小信号差距。
在实际应用中，固体成像器件还会受到暗电流、暗噪声、像素非均匀性、幅值非线性和读出速度等因素的影响。
暗电流是指没有光照射时器件本身自带的电子产生的电流。
暗噪声是指没有光照射时由于热激励导致的电子和缺陷态的产生的电荷噪声。
像素非均匀性是指不同像素对光的响应程度不均匀。
幅值非线性是指光信号与输出电压之间的关系不是线性的。
读出速度是指将信号读出并进行处理的速度，对于高速成像来说，读出速度尤为重要。
总而言之，固体成像器件使用光电转换和信号读出两个过程进行图像成像。
通过调整材料、器件结构和电路设计等方面的参数，可以改善成像质量，并满足不同应用领域对成像器件的要求。
第7章 固体成像器件
输出栅 输出端 输 出 二 极 管
N+ SiO2 P-Si
N+
CCD主要由信号输入、电荷转移和信号输出三部分组成 。 输入部分的作用是将信号电荷引入到CCD的第一个转 电注入由一个输入二极管和一个或几个输入栅构成,它 给输入栅加适当的电压,在其下面半导体表面形成一 移栅下的势阱中。引入的方式有两种：电注入和光注入。 个耗尽层，这个耗尽层就相当于一个“通道”。 可以将信号电压转换为势阱中等效的电荷包.
假设t=t1时,已有信号电荷存贮在偏 当t=t2时,①电极和②电极均加有 当t=t3时,①电极上的电压已由+10V 压为+10V的①号电极下的势阱里,其它三 +10V电压,且两电极靠得很近，这样① 变为+2V,下面的势阱由深变浅,势阱内电 个电极上均加有大于阈值但仍较低的电 电极和②电极下面所形成的势阱就连通, 荷全部移入②电极下的深势阱中。 压,这些电极下面也有势阱,但很浅。 ①电极下的部分电荷就流入②电极下的 势阱中。 结论：从t1→t3 ，深势阱从①电极下移动到②电极下面， 势阱内的电荷也随之转移； 如果不断地改变电极上的电压，就能使信号电荷可控地 一位一位地顺序转移，从而形成电荷耦合。
CCD线阵列 CCD 单元 CCD线阵 列结构+输入 机构+输出机 构=N位CCD
CCD是在MOS晶体管的基础上发展起来的,但与MOS CCD的特点是以电荷作为信号，不是以电流或电压 作为信号 晶体管的工作原理不同。 MOS晶体管是利用在电极下的半导体表面形成的反型 层进行工作的，CCD是利用在电极下SiO2:半导体界面形成 的深耗尽层（势阱）进行工作的，属非稳态器件。 信号电荷是空穴还是电子？电子 d 2U 具有被高电势吸引的特性 (Si O2 ) 0 2 dx 1.MOS结构的稳态情况 2 在制造时，SiO2 层中已掺入正离子，在UGS = 0 时就 当栅极电压UG=0时,在SiO2:P-Si 当栅极上加上一定电压UG后,在 界 1).当UG<0时:多数载流子积累状态； 在两个N+区间的P型表面层中感应出大量的电子，形成一 当栅极上加上一定电压UG后, SiO2:P-Si 界面形成符号相反的电荷, 面无电场作用,其载流子浓度与体内一样； 2).当UG>0，但尚处于小电压时:多数载 定宽度的反型层，在DS间建立了导电沟道；只要在 DS 间 在SiO2:P-Si 界面的电荷和电势 P-Si本身呈电中性，电子能量从内到表 电荷的分布随外界电压的大小和方向 流子的耗尽状态； 加正电压就会形成 ID。 分布可通过求解泊松方程得到； 面均相同。因此能带是平坦的，不存在 的变化而变化,接下来我们讨论三种 3).当UG>Uth>0时:为反型状态。 表面空间电荷区 情况.
第八章固体成像器件成像原理2
第八章固体成像器件成像原理2第八章固体成像器件成像原理2在前一章节中我们已经介绍了固体成像器件的成像原理1，主要是通过光学透镜对光进行聚焦，然后通过光敏材料感光，然后将感光到的信息转换为电信号进行处理。
这种成像原理主要应用在传统的摄像机和数码相机中。
半导体作为一种特殊的材料，其电学性质介于导体和绝缘体之间。
当光照射到半导体表面时，部分光子将被吸收并导致半导体中的电子跃迁。
这种光电转换过程使得半导体能够将光信号转化为电信号。
在固体成像器件中，利用半导体材料的这种特性进行光电转换，实现对光信号的感测。
目前最常用的半导体材料是硅(Si)和锗(Ge)。
它们在可见光和红外光区域的光电转换效率较高。
固体成像器件的最基本结构是由一个光电转换层和一组读取电路组成。
光电转换层由半导体材料制成，通常被称为像敏元件。
在光照条件下，光子被吸收并激发半导体中的电子，产生电荷载流子。
这些电荷载流子被收集到感光器件表面的电荷耦合器件(CCD)或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)中。
然后，读取电路会测量并转换这些电荷载流子，将其转化为电压或电流信号。
最终，这些电压或电流信号经过放大和处理之后，就可以用来表示被拍摄对象在空间上不同位置的亮度分布，从而实现图像的形成和成像。
固体成像器件的成像原理2相对于成像原理1来说，具有更高的灵敏度和较低的噪声。
这主要是因为半导体材料对光的响应范围更广，能够有效感测更广泛的光谱范围。
另外，半导体材料的响应速度也更快，能够更快地转换光信号为电信号。
此外，固体成像器件的成像原理2还具有更高的空间分辨率和动态范围。
由于半导体材料的微小尺寸和高度集成的特性，固体成像器件能够实现更高的像素密度和更细致的图像分辨率。
同时，读取电路的优化设计也能够提高成像器件的动态范围，使其能够更好地处理高对比度场景。
总的来说，在固体成像器件的成像原理2中，通过半导体材料的光电转换能力，实现对光信号的感测和转换。
这种成像原理具有高灵敏度、低噪声、高空间分辨率和高动态范围的优势，因此被广泛应用于数字摄像机、智能手机和医学成像等领域。
第七章固体成像器件刘星.
7.2
电荷耦合器件的分类
CCD器件按结构可分为两大类：线阵CCD和面阵CCD。 7.2.1 线阵CCD 最简单的线阵CCD是由一个输入二极管(ID)、一个输入栅(IG)、一个 输出栅(OG)、一个输出二极管(OD)和一列紧密排列的MOS电容器构成，如下 图所示。
上述结构不宜作摄像用： （1）电极是金属的容易蔽光，即使是换成多晶硅，由于多层结构电极系统 对入射光吸收、反射和干涉比较严重，因此光强损失大，量子效率低。 （2）电荷包转移期间，光积分在继续进行，使输出信号产生拖影。
2．ILTCCD 行间转移(内线转移)结构采用了光敏区与转移区相间排列方式。这相 当于将若干个单边传输的线阵CCD图像传感器按垂直方向并排，底部设置 一个水平读出寄存器，其单元数等于垂直并排的线阵CCD图像传感器的个 数，如下图所示。
适合于低光强，“拖影”小。
7.3 CCD摄像机分类 按接收光谱分，CCD摄像机可分为可见光CCD、红外CCD、X射线CCD和紫外光CCD 7.3.1 可见光CCD
可见光CCD可分为黑白CCD、彩色CCD和微光CCD三大类。
按照电视摄像机的类型，彩色CCD摄像机可分为三片式、二片式和单 片式三种类型。 三片式彩色CCD摄像机。景物经过摄像镜头和分光系统形 成红(R)、绿(G)、蓝(B)三个基色，图像分别照射到三片CCD上。这三片 CCD常采用行间转移结构，因为行间转移结构可以把光敏区和转移区分开， 能有效防止模糊现象。为了提高蓝光灵敏度，使用透明电极(SnO2)作为光 敏区电极，转移寄存器采用BC-CD。
CCD中电荷的存贮和传输是通过改变各电极上所加电压实现的。按照加 在电极上的脉冲电压相数来分，电极的结构可分为二相、三相、四相等结构 形式。
7.1.3 电荷耦合器件的组成及其工作原理 CCD主要由三部分组成，信号输入部分、电荷转移部分和信号输出部分。 输入部分的作用是将信号电荷引入到CCD的第一个转移栅下的势阱中。 引入的方式有两种：电注入和光注入。 在滤波、延迟线和存储器应用情况 在摄像应用
4.1.3-固体成像器件
4.1 摄像器件的发展4.1.3 固体成像器件固体成像器件固体成像器件的发展电真空摄像器件二维空间扫描体积大、重量大、机械强度差、功耗高、动态范围小、不易携带和外场使用半导体材料与器件一维信号时间顺序读出固体成像器件：利用内光电效应工作在非真空环境下的一类器件。
电荷耦合器件(Charge-Coupled Devices，以下简称为CCD)是目前最具代表性的固体成像器件。
CCD是1970年由美国贝尔实验室首先研制出来的新型固体器件。
CMOS（互补金属氧化物半导体）、IFFPA（红外焦平面阵列）器件也属于固体器件。
固体成像器件的优点（相较于真空器件）•体积小、重量轻、工作电压和功耗低；灵敏度高、动态范围大；耐冲击性好，可靠性好，寿命长；•基本无残像保留，无像元灼烧，不受电磁干扰；•对近红外也敏感，Si的光谱响应至1.1μm，可做成红外敏感元件，军事上用于红外夜视系统；•像元尺寸几何位置精度高(优于1μm)，可用于精密尺寸测量；•视频信号易与计算机接口。
完全取代了真空器件摄像机。
CCD主要应用领域：摄像、信号处理和存贮。
固体成像器件的应用应用于工业、军事和科学研究等：如方位测量、遥感遥测、图像制导，图像识别、数字化检测等；高分辨力，高准确度，高可靠性等优点。
两位美国科学家的获奖理由——“发明一种成像半导体电路，即CCD （电荷耦合器件）传感器”高锟的获奖理由——“在光学通信领域光在光纤中传输方面所取得的开创性成就”2009年诺贝尔物理学奖三位科学家为原香港中文大学校长高锟（Charles K. Kao ）、美国科学家Willard S. Boyle 和George E. Smith 。
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）•输入图像的辐照—>光敏元(光电转换)：二维分布的光强—>二维分布的电荷量；•存储单元在一帧的周期内连续积累由光敏元产生的电量，并保持电荷量在空间的分布；•通过器件内部的自扫描(CCD电荷耦合或CMOS空间寻址)，在一帧周期内完成全靶面的信号电荷读出。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
损失率的关系曲线
驱动脉冲频率与损失率之间的关系曲线
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
(三)CCD摄像器件
用于摄像或像敏的CCD称为电荷耦合摄像器件，又简称为 ICCD。它的功能是把二维的光学图像转变成一维视频信号 输出。ICCD摄像器件不但具有体积小、重量轻、功耗小、 工作电压低和抗烧毁等优点，而且在分辨率、动态范围、灵 敏度、实时传输和自扫描等方面的优越性，也是其他摄像器 件无法比拟的。目前，CCD摄像器件不论在文件复印、传真、 零件尺寸的自动测量和文字识别等民用领域，还是在空间遥 感遥测、卫星侦察、导弹制导及潜望镜水平扫描摄像机等军 事侦察系统中都发挥着重要作用。
CCD摄像的原理
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
（1）．单沟道线型ICCD
其光敏阵列与转移区——移位寄存器是分开的，移位寄存器被遮挡。 ICCD也可用三相时钟脉冲驱动。这种器件在光积分周期里，光敏 区在光的作用下产生光生电荷存于由栅极直流电压形成的光敏 MOS电容势阱中，当转移脉冲到来时线阵光敏阵列势阱中的信号 电荷并行转移到CCD移位寄存器中，最后在时钟脉冲的作用下一位 一位地移出器件，形成视频传号。
过t1时刻后，各电极上的电压 变为如图 (b)所示，第二个电 极仍保持为l0v，第三个电极 上的电压由2v变到10v，因这 两个电极靠得很紧(间隔只有 几微米)，它们各自的对应势 阱将合并在一起。原来在第二 个电极下的电荷变为这两个电 极下势阱所共有，如图(b)和 (c)。
南京理工大学 何勇
光电成像器件
2、基本上不保留残像，无像元烧伤，不受电磁干扰。 3、对红外也敏感，Si的光谱响应从0.5-1.1um，CCD可做成红 外敏感元件，在军事上可用于红外夜视系统 4、像元的尺寸几何位置精度高（优于1μ）可用于精密尺寸测量 5、视频信号与计算机接口容易
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
一、电荷耦合器件
φ2下势阱中的电荷量
W C 2 Is ( U IN U IG U ) LG 2
W 2 2 Qs ( U IN U IG U ) Tc LG C
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
电荷的检测(输出方式) 在CCD中，有效地收集和检测电荷 是一个重要问题。CCD的重要特性之 一是信号电荷在转移过程中与时钟脉 冲没有任何电容耦合，但在输出端则 不可避免。因此，选择适当的输出电 路可以将时钟脉冲容性馈入输出的程 度尽可能地减小。目前CCD的输出方 式主要有电流输出、浮置扩散放大器 输出和浮置栅放大器输出。 下面对电流输出方式作简单介绍。
－－ 固体成像
若此后电极上的电压变为 图(d)所示，第二个电极 电压由10V变为2v，第三 个电极电压仍为10v，则 共有的电荷转移到第三个 电极下的势阱中，如图 (e)。由此可见，深势阱 及电荷包向有移动了一个 位置。
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
通过将一定规则变化的电压加到CCD各电 极上，电极下的电荷包就能沿半导体表面按 一定方向移动。通常把CCD电极分为几组， 并施加同样的时钟脉冲。CCD的内部结构决 定了使其正常工作所需的相数。本图结构需 要三相时钟脉冲，其波形如图(f)所示，这 样的CCD称为三相CCD。三相CCD的电荷耦 合(传输)方式必须在三相交迭脉冲的作用下 才能以一定的方向，逐个单元地转移。应该 指出，CCD电极间隙必须很小，电荷才能不 受阻碍地自一个电极转移到相邻电极下。这 对于图所示的电极结构是一个关键问题。如 果电极间隙比较大，两相邻电极间的势阱将 被势垒隔开，不能合并，电荷也不能从一个 电极向另一个电极转移。CCD便不能在外部 脉冲作用下正常工作。
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
2、电荷耦合
为了理解在CCD中势阱及电 荷是如何从一个位置移到另 一个位置的，取CCD中四个 彼此靠得很近的电极来观察。 假定开始时有一些电荷存储 在偏压为10V的第二个电极下 面的深势阱里，其它电极上 均加有大于阈值的较低的电 压(例如2v)。(a)为零时刻 (初始时刻)
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
电流输出
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
R
Id
电流输出
Qs
t
0
I D dt
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
RD
电流输出
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
（二）CCD的特性参数
1．转移效率和转移损失率
把一次转移后，到达下一个势阱中的电荷与原来势阱中的电荷之比称为 转移效率。如t=0时，某电极下的电荷为Q(0)，在时间t时，大多数电 荷在电场作用下向下一个电极转移，但总有一小部分电荷由于某种原因 留在该电极下，若被留下来的电荷为Q(t)，则转移效率为
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
光电成像器件
－－固体成像器件
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
分类
CCD
CMOS
能进行光电变换、光电 信号存储和扫描输出的 器件
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
与真空光电器件相比
1、全固体化，体积小，重量轻，工作电压和功耗低；耐冲击 性好，可靠性能好，寿命长。
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
ICCD有两大类型：线型和面型。 对于线型器件，它可以直接接 收一维光信息。因为它是一维 器件，不能直接将二维图像转 变为视频信号输出，而必须用 扫描的方法来得到整个二维图 像的视频信号。 N型沟道的三相线阵CCD用 于摄像的原理如图所示。 由光敏阵列、转移栅、 模拟位移寄存器和输 出放大器等单元构成。
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
（一）、CCD工作原理
CCD的突出特点在于它以电荷作为信号。CCD的基本功能是电荷 的存贮和电荷的转移。因此，CCD的基本工作原理应是信号电荷 的产生、存贮、传输和检测。 CCD有两种基本类型， 一种是电荷包存贮在半导体与绝缘体 之间的界面，并沿界面传输，这种器件称为表面沟道CCD(简称为 SCCD)，另一种是电荷包存贮在离半导体表面一定深度的体内， 并在半导体体内沿一定方向传输，这种器件称为体沟道或埋沟道 器件(BCCD)。下面以SCCD为主讨论CCD的基本工作原理。
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
图为实际测得的表面势Φs 与外加栅压的关系，此时 反型层电荷为零。
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
图为出现反型层电荷时，表 面势Φs与反型层电荷密度的 关系。可以看出它们是成线 性关系的。
Hale Waihona Puke 南京理工大学 何勇光电成像器件
－－ 固体成像
根据上述MOS电容的工作原理，可以用一个简单的液体模型去比拟电荷存贮机 构。当电压超过阈值时，就建立了耗尽层势阱，深度与外加电压有关。当出现反 型层时，表面电位几乎呈线性下降，类似于液体倒人井中，液面到顶面的深度随 之变浅。只是这种势阱不能充满，最后有Φ F的深度
光电成像器件
－－ 固体成像
如果线阵列CCD共有n个极板，则总效 率为ηn。 引起电荷包转移不完全的主要原因是 表面态对电子的俘获和时钟频率过高， 所以表面沟道CCD在使用时，为了减少 损耗，提高转移效率，常采用偏置电荷 技术，即在接收信息电荷之前，就先给 每个势阱都输入一定量的背景电荷，使 表面态填满。这样，即使是零信息，势 阱中也有一定量的电荷。因此，也称这 种技术为“胖零（fat zero）”技术。 另外，体内沟道CCD采取体内沟道的传 输形式，有效避免了表面态俘获，提高 了转移效率和速度。
两种频率下电荷转移损失率 与“胖零”电荷之间的关系
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
2．工作频率
(1)决定工作频率下限因素
1 f 3
(2)工作频率的上限
少数载流子的平均寿命
1 f 3t
从一个电极转移到另一个电极所需的时间
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
工作频率与转移
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
电流注入 如图所示，由N+扩散散区(称 为源扩散区，记为S)和P型衬底 形成的二极管是反向偏置的，数 字信号或模拟信号通过隔直电容 加到S上，用以调制输入二极管 的电位，实现电荷注入。输入栅 IG加直流
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
输入栅下沟道电流为
这种结构的CCD转 移次数多，转移效 率低，只适用于像 敏单元较少的摄像 器件。
单沟道线型ICCD结构图
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
（2）．双沟道线型ICCD
它具有两列CCD移位寄存器A与 B，分列在像敏阵列的两边。当 转移栅A与B为高电位(对于N沟 道器件)时，光积分阵列的信号 电荷包同时按箭头方向转移到对 应的移位寄存器内，然后在驱动 脉冲的作用下，分别向右 转移，最后以视频信号输
南京理工大学 何勇
光电成像器件
－－ 固体成像
反型层的出现说明了栅压达到阈值时，在Si02和P型半导体 之间建立了导电沟道。因为反型层电荷是负的，故常称为 N 型沟道CCD。如果把M0S电容的衬底材料由P型换成N型， 偏置电压也反号，则反型层电荷由空穴组成，即为P型沟道 CCD。实际上因为材料中缺乏少数载流子，当外加栅压超过 阈值时反型层不能立即形成；所以在这短暂时间内耗尽区就 更向半导体内延伸，呈深度耗尽状态。深度耗尽状态是CCD 的工作状态。这时MOS电容具有存贮电荷的能力。同时，栅 极和衬底之间的绝大部分电压降落在耗尽区。如果随后可以 获得少数载流子，那么耗尽区将收缩，界面势下降，氧化层 上的电压降增加。当提供足够的少数载流子时，就建立起新 的平衡状态，界面势降低到材料费密能级Φ F 的两倍。对于 掺杂为1015／cm3的P型硅半导体，其费密能级为0.3ev。这 时耗尽区的压降为0.6ev，其余电压降在氧化层上。