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
|
P-n-переход в неравновесных условияхВнешние напряжения, приложенные к р—n-переходу, изменяют высоту потенциального барьера, что приводит к нарушению термодинамического равновесия: диффузионный и тепловой токи не уравновешивают друг друга, и ток через р—n-переход отличен от нуля. Область пространственного заряда обеднена носителями и обладает повышенным сопротивлением, поэтому почти все приложенное извне напряжение будет падать именно в этой части полупроводника и определять ток через весь кристалл. Пусть к p-n-переходу приложено внешнее напряжение такой полярности, что потенциальный барьер для электронов и дырок увеличивается по сравнению с равновесным (рис. 2.3). Такое напряжение называют обратным. Рис. 2.3. р—n- переход при обратном (а) и прямом (б) напряжениях и соответствующие зонные диаграммы: F р и F п— квазиуровни Ферми для дырок и электронов соответственно; Vk — контактная разность потенциалов в равновесном состоянии (Vk = const).
С увеличением высоты потенциального барьера уменьшается количество носителей, способных преодолеть его. В результате диффузионный ток через переход уменьшается и при достаточно больших обратных напряжениях становится равным нулю. Величина теплового тока не зависит от величины приложенного напряжения, так как определяется только количеством неосновных носителей на границах p—n -перехода, которое постоянно для заданной температуры. Следовательно, при обратном смещении уменьшение тока через р—n -переход при повышении напряжения определяется уменьшением диффузионного тока, и полный ток стремится к величине тока насыщения, обусловленного током тепловой генерации неосновных носителей заряда в п- и р-областях. Если изменить полярность приложенного напряжения так, что внешнее напряжение будет уменьшать потенциальный барьер (рис. 2.3, б), то тепловой ток, как и в первом случае, останется без изменения, а диффузионный ток будет увеличиваться с ростом приложенного напряжения. При этом концентрация вводимых (инжектируемых) неравновесных электронов и дырок в р- и n-областях соответственно может существенно превысить равновесную концентрацию. Такой знак напряжения и направление тока через р—n -переход называются прямыми. Неравновесные концентрации электронов и дырок на границах р— п-перехода можно рассчитать, вводя квазиуровни Ферми для электронов F n и дырок Fp. Изменение внешнего напряжения на р— n-переходе приводит к изменению ширины области пространственного заряда. Ширина р— n-перехода l=lп+1р (рис. 2.2) связана с приложенным напряжением V следующим образом: l = » = l0 . (2.4) При этом в обоих областях полупроводника, прилегающих к р— n – переходу (толщиной ln и lp, соответственно) объемные заряды равны: nnln = pplp или NDln = NAlp, (1.5) где l0 = ln + lp — ширина перехода в отсутствие внешнего смещения. Как следует из (2.5), l уменьшается при прямом смещении на переходе и увеличивается при обратном. Этот эффект играет важную роль при работе транзисторов, поскольку он приводит к модуляции толщины базы потенциалом коллектора.
|