Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Теоретическое введение. Структура энергетических зон в полупроводнике описана в лабораторной работе 3-16Структура энергетических зон в полупроводнике описана в лабораторной работе 3-16. Там же объяснено, как возникает n – и p –тип проводимости в примесных полупроводниках. Электронно-дырочный переход (р-n –переход) – это переходный слой между двумя областями полупроводника с разным типом проводимости (p – и n –типа). Р-n –переход имеет большое практическое значение, являясь основой многих полупроводниковых приборов, в частности полупроводникового диода и транзистора. Рассмотрим физические процессы, происходящие в p - n –переходе. Пусть донорный полупроводник (полупроводник n –типа) приводится в контакт с акцепторным полупроводником (полупроводником p –типа). Из п –области с высокой концентрацией свободных электронов происходит их диффузия в р –область, где эта концентрация очень мала. Имеющиеся там в избытке дырки легко «захватывают» пришедшие свободные электроны (т.е. эти электроны занимают вакантные места в ковалентных связях между атомами кристалла и тем самым перестают быть свободными). Таким образом, происходит рекомбинация – попарное исчезновение положительного (дырки) и отрицательного (свободного электрона) носителей заряда. Рекомбинация приводит к тому, что с обеих сторон поверхности раздела образуется тонкий слой, лишенный основных носителей заряда и поэтому близкий по свойствам к диэлектрику. Кроме того, уход электронов из п –области обусловливает возникновение там избыточного положительного заряда, а их появление в р –области – возникновение нескомпенсированного отрицательного заряда. Следовательно, р - п– переход можно уподобить микроскопическому заряженному конденсатору, который создает внутреннее электрическое поле напряженностью . Это поле препятствует дальнейшему перемещению основных носителей через р - п– переход. Если концентрации доноров и акцепторов в полупроводниках n – и p –типа одинаковы, то толщина слоя, обусловленная нескомпенсированным положительным зарядом в n –области, будет равна толщине слоя, обусловленного нескомпенсированным отрицательным зарядом в p -области. На рис.18.1,а показано пространственное распределение зарядов в отсутствие внешнего электрического поля. Прямое включение p - n –перехода («+» к р –области, «–» – к п –области) создает внешнее поле, направленное противоположно внутреннему полю (рис.18.1,б). При этом движение электронов в n –области и дырок в p –области направлено к границе p - n –перехода навстречу друг к другу. Они рекомбинируют с неосновными носителями в p - n –переходе, и толщина контактного слоя уменьшается. При этом высота потенциального барьера уменьшается, что благоприятствует движению основных носителей заряда через р - п– переход. С увеличением прямого напряжения Uпр сопротивление перехода уменьшается, и прямой ток Iпр быстро возрастает (прямая ветвь вольтамперной характеристики, рис. 18.2). Если к p - n –переходу приложить обратное напряжение, т.е. «+» к п –области, а «–» – к р –области, то внешнее поле будет сонаправлено с внутренним (рис.18.1,в). В результате происходит движение электронов в n –области и дырок в p –области от границы p - n –перехода в противоположные стороны. Высота потенциального барьера для основных носителей увеличится. Через диод будет протекать очень малый по величине обратный ток, обуслов‑ Таким образом, p - n –переход обладает односторон‑ При прямом включении через тонкий р - n –переход (где возможно пренебречь рекомби‑ , (18.1) где j s– плотность тока насыщения; U – напряжение на р - n –переходе. Плотность тока j пр будет возрастать по экспоненте в зависимости от внешнего напряжения U. Если теперь осуществить включение обратной полярности, то потенциальный барьер возрастает, однако обратный ток не падает до нуля, его плотность (18.2) Если обратное напряжение , то первый член в скобках (18.2) становиться много меньше единицы, обратный ток оказывается не зависящим от напряжения: Это справедливо, однако, до тех пор пока обратное напряжение не достигнет некоторого значения, выше которого начинается пробой запорного слоя.
|