Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Методика выполнения работы






Область на границе двух полупроводников с различными типами электропроводности называется электронно-дырочным или и р-п-переходом. Электронно-дырочный переход обладает несимметричной проводимостью, т. е. имеет нелинейное сопротивление. Работа большинства полупроводниковых приборов (диоды, транзисторы и др.) основана на использовании свойств одного или нескольких п- р -переходов. Рассмотрим более подробно физические процессы в таком переходе.

 

Электронно-дырочный переход при прямом напряжении

 

Пусть источник внешнего напряжения подключен положительным полюсом к полупроводнику р -типа (рис. 13.1 а). Такое напряжение, у которого полярность совпадает с полярностью основных носителей, называется прямым. Действие прямого напряжения ипр, вызывающее прямой ток iпр через переход, поясняется потенциальной диаграммой на рис. 13.1, б.

Электрическое поле, создаваемое в п- р -переходе прямым напряжением, действует навстречу полю контактной разности потенциалов. Это показано на рисунке векторами E к и E пр. Результирующее поле становится слабее, и разность потенциалов в переходе уменьшается, т. е. высота потенциального барьера понижается, возрастает диффузионный ток, так как большее число носителей может преодолеть пониженный барьер.

 

 

 

а)

 

б)

 

Рис. 13.1 Электронно-дырочный переход при прямом напряжении

 

Ток дрейфа при этом почти не изменяется, так как он зависит главным образом от числа неосновных носителей, попадающих за счет своих тепловых скоростей на п- р -переход из n - и р -областей. Если пренебречь падением напряжения на сопротивлении областей п- и р -, то напряжение на переходе можно считать равным uк - ипр. Для сравнения на рис. 13.1, б штриховой линией повторена потенциальная диаграмма при отсутствии внешнего напряжения.

Как известно, в этом случае токи iдиф и iпр равны и компенсируют друг друга. При прямом напряжении iдиф > iдр и поэтому полный ток через переход, т. е. прямой ток уже не равен нулю:

 

iпр = iдиф - iдр > 0

Если барьер значительно понижен, то iдиф > > iдр можно считать, что iпр= iдиф прямой ток в переходе является чисто диффузионным.

Введение носителей заряда через пониженный под действием прямого напряжения потенциальный барьер в область, где эти носители являются неосновными, называется инжекцией носителей заряда.

 

Электронно-дырочный переход при обратном напряжении

 

Пусть источник внешнего напряжения подключен положительным полюсом к области п, а отрицательным - к области р (рис. 13.2, а). Под действием такого обратного напряжения иобр через переход протекает очень небольшой обратный ток i обр, что объясняется следующим образом. Поле, создаваемое обратным напряжением, складывается с полем контактной разности потенциалов. На рис. 13.2, а это показывают одинаковые направления векторов E к и Eобр. Результирующее поле усиливается, и высота потенциального барьера теперь равна u к + uобр (рис. 13.2, б). Уже при небольшом повышении барьера диффузионное перемещение основных носителей через переход прекращается, т. е. iлиф = 0, так как собственные скорости носителей недостаточны для преодоления барьера. А ток проводимости остается почти неизменным, поскольку он определяется главным образом числом неосновных носителей, попадающих на n-р -переход из п- и р -областей. Выведение неосновных носителей через п- р -переход ускоряющим электрическим полем, созданным обратным напряжением, называют экстракцией носителей заряда (слово «экстракция» означает «выдергивание, извлечение»).

 

а)

 

 

б)

 

Рис. 13.2 Электронно-дырочный переход при обратном напряжении

 

Таким образом, обратный ток ioбp представляет собой ток проводимости, вызванный перемещением неосновных носителей. Обратный ток получается очень небольшим, так как количество основных носителей очень мало.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.