Шпаргалка «Экзаменационная» по Общей электротехнике и электронике (Михайлова О. М.)

Кирилл Николоев ср, 29.03.2017 21:42

Билет 5. 3. Электронно-дырочный переход. Принцип работы p-n-перехода в равновесном и неравновесном случаях. Переходы между двумя областями полупроводника с различным типом электропроводности называют электронно-дырочными или р-n-переходами

2.1. Электронно-дырочные переходы Комбинация двух полупроводниковых слоев с разным типом проводимости (рис. 2.1, a) обладает выпрямляющими или вентильными свойствами: она гораздо лучше пропускает ток в одном направлении, чем в другом. Полярность напряжения, соответствующая большим токам называется прямой, а меньшим — обратной. Обычно пользуются терминами прямое и обратное напряжение, прямой и обратный ток.

Выпрямительные свойства рассматриваемой структуры позволяют использовать ее в качестве полупроводникового диода. На рис. 2.1, б показаны символическое обозначение диода, направление прямого тока и полярность прямого напряжения.

Поверхность, с которой контактируют слои р и n, называется металлургической границей, а прилегающая к ней область объемных зарядов — электронно–дырочным переходом или р-n– переходом.

Рис. 2.1. Полупроводниковый диод: а – условное обозначение; б – структура; в – прямой p-n-переход; г – обратный p-n-переход. Ступенчатыми переходами (идеальная граница) Плавными переходами (Nд = Na). Все реальные р-n-переходы – плавные, степень их приближения к ступенчатым зависит от градиента эффективной концентрации в районе металлургической границы.

По соотношению концентраций примесей в р- и n- слоях переходы делят на симметричные, несимметричные и односторонние. Симметричные переходы характерны условием N дn  N ap , где Nдn и Nap — концентрации примесей в соответствующих слоях.

Рис. 2.2. Электрическая структура p-n-перехода: а – начальное состояние слоев; б – объемные заряды в реальном переходе; в – объемные заряды идеализированном переходе На рис. 2.2 показаны электрическая структура р-n-перехода и ее происхождение. Для наглядности разница в концентрациях основных носителей nno и ppo принята меньшей, чем это имеет место в действительности.

Поскольку концентрация электронов в слое n значительно больше, чем в слое р, часть электронов диффундирует из слоя n в слой р. При этом в слое р вблизи металлургической границы окажутся избыточные электроны. Эти электроны будут рекомбинировать с дырками до тех пор, пока не будет выполнено условие равновесия. Соответственно концентрация дырок в этой области уменьшится и «обнажатся» нескомпенсированные отрицательные заряды акцепторных атомов. Слева от металлургической границы «обнажатся» нескомпенсированные положительные заряды донорных атомов, от которых ушли электроны (рис. 2.2, б). Аналогичные рассуждения можно провести для дырок, которые диффундируют из слоя р в слой п. Однако в одностороннем переходе, в котором рро

Скачать файлы

Похожие документы