Главная Случайная страница


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 неотразимый комплимент 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






ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ. p – n-переход и его свойства





 

p – n-переход и его свойства

Область на границе двух полупроводников с различными типами проводимости называется электронно-дырочным или p – n-переходом. На практике p – n-переход получают введением в примесный полупроводник дополнительной легирующей примеси. Например, у полупроводника
p
-типа вводится донорная примесь. При соприкосновении двух полупроводников в пограничном слое происходит рекомбинация электронов и дырок. Свободные электроны из зоны полупроводников n-типа занимают свободные уровни в валентной зоне полупроводника p-типа. В результате вблизи границы двух полупроводников образуется запирающий слой, лишенный подвижных носителей заряда и поэтому обладающий
высоким электрическим сопротивлением.

Кроме того, в n-области в приграничном слое образуется положительный объемный заряд, который создан положительными заряженными
атомами донорной примеси (так как электроны ушли в полупроводники р-типа), а в p-области образуется отрицательный объемный заряд, который
создан отрицательными заряженными атомами акцепторной примеси
(так как дырки были заполнены электронами из полупроводников n-типа).

Между образовавшимися объемными зарядами возникает
контактная разность потенциалов:

 

Uк = φn – φp.

На рисунке 21 показано распределение потенциала вдоль оси х, перпендикулярной границе раздела двух полупроводников, за нулевой потенциал принят условно потенциал граничного слоя.

Возникшая разность потенциалов Uк создает в запирающем слое электрическое поле, препятствующее дальнейшему переходу электронам из
n-области в p-область и дырок из p-области в n-область, т. е. возникает потенциальный барьер.

В то же время электроны из полупроводника p-типа могут свободно двигаться в полупроводник n-типа так же, как дырки из полупроводника n-типа могут двигаться в полупроводник p-типа, т. е. контактная разность потенциалов препятствует движению основных носителей заряда и не препятствует движению неосновных носителей заряда. При движении
через p – n-переход неосновных носителей заряда возникает дрейфовый ток Iдр. Движение небольшого количества основных носителей приводит к появлению диффузионного тока Iдиф. Рассмотрим ситуацию при отсутствии внешнего напряжения.



    Рисунок 21 – Распределение потенциала вдоль оси х, перпендикулярной границе раздела, при отсутствии внешнего источника напряжения  
φn
H5 AwAA//8DAFBLAQItABQABgAIAAAAIQC2gziS/gAAAOEBAAATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABbQ29u dGVudF9UeXBlc10ueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADj9If/WAAAAlAEAAAsAAAAAAAAAAAAAAAAA LwEAAF9yZWxzLy5yZWxzUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAMKDG379AQAADAQAAA4AAAAAAAAAAAAAAAAA LgIAAGRycy9lMm9Eb2MueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAENiFrjbAAAACQEAAA8AAAAAAAAAAAAA AAAAVwQAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAABAAEAPMAAABfBQAAAAA= ">
n
p
φ
+ φ
φp
x
Uк
Пусть теперь источник внешнего напряжения подключен положительным полюсом к полупроводнику p-типа и отрицательным полюсом к полупроводнику n-типа. Такое напряжение, у которого полярность совпадает с полярностью основных носителей, называется прямым (рисунок 22).

В этом случае внешнее электрическое поле направлено навстречу полю контактной разности потенциалов. В результате высота потенциального барьера понижается, возрастает Iдиф, который называют прямым током, сопротивление p – n-перехода резко снижается, уменьшается
также ширина запирающего слоя. Когда d = 0, то потенциальный барьер
в p – n-переходе исчезает и сопротивление p – n-перехода определяется
только сопротивлением полупроводника.

Пусть источник внешнего напряжения подключен положительным полюсом к n-области, а отрицательным полюсом – к p-области. Такое включение называется обратным.

Поле, создаваемое обратным напряжением Uобр, складывается с полем контактной разности потенциалов. Высота потенциального барьера увеличивается (рисунок 23), а также расширяется толщина запирающего слоя, так как с увеличением Uобр основные носители заряда будут удаляться от p – n-перехода.

x
Uк + Uобр
Eобр
Eк
n
p
iобр
iобр
Uобр
+
+

– φ
+ φ
Uк –Uпр
x
Eпр
Eк
+
+
+
+
+
iпр
iпр
n
p
  Рисунок 22 – Распределение потенциала при прямом включении источника  
Рисунок 23 – Распределение потенциала при обратном включении источника  

 

 


При этом сопротивление p – n-перехода увеличивается, ток через p – n-переход становится очень малым. Такой p – n-переход обладает электрической емкостью, которая зависит от его площади, ширины, диэлектрической проницаемости запирающего слоя и называется барьерной емкостью.

C
  При увеличении Uобр ширина p – n-перехода возрастает С уменьшается (рисунок 24).




    Рисунок 24 Рисунок 24 – Зависимость C от Uобр  

 

 

Uобр

Uобр







Date: 2015-05-05; view: 217; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2019 year. (0.005 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию