загрузка...
загрузка...
На головну

Моделі решіток домішкових напівпровідників

При введенні в напівпровідник домішок - донорними (елементи 5-ї групи: фосфор, миш'як, сурма) або акцепторних (елементи 3-ї групи: бор, індій, алюміній) різко збільшується кількість вільних носіїв зарядів - електронів і дірок.

Р-n - перехід

Принцип роботи більшості напівпровідникових приладів грунтується на властивостях електронно-діркового переходу (p-n - переходу).

p-n - перехід - це область на кордоні двох напівпровідників, один з яких має електронну, а інший - дірковий електропровідність.

При зіткненні напівпровідників з різним типом електропровідності в прикордонному шарі відбувається рекомбінація електронів і дірок, в результаті чого утворюється шар, позбавлений рухливих носіїв заряду і тому володіє високі електричним опором. Цей шар називається замикаючим.

Крім того, по обидва боки кордону дотику створюється об'ємний заряд: в p-області утворений негативно зарядженими іонами акцепторної домішки, в n-області - позитивно зарядженими іонами донорної домішки (рис. 6). Це призводить до виникнення контактної різниці потенціалів (десяті частки - одиниці вольт) і відповідно електричного поля Езап.

Малюнок 6 - Плоска модель p-n-переходу

Якщо до p-n - переходу прикласти зовнішню напругу, «+» до n-області, а «-» до p-області, ширина замикаючого шару збільшиться, так як основні носії (дірки і електрони) відійдуть від переходу. При цьому опір переходу ще більше збільшується і через нього буде протікати дуже малий струм, називаний зворотним. Т. о. при такій полярності зовнішньої напруги перехід закритий.

При протилежної полярності зовнішньої напруги товщина замикаючого шару зменшується, опір p-n-переходу також зменшується. Виникає порівняно великий струм, званий прямим, а перехід - відкритим.

 а) б)

Малюнок 7 - p-n-переходу в зовнішньому електричному полі:

а) зворотному, б) прямому

Залежність струму через перехід від прикладеної напруги називається вольт-амперної характеристикою переходу I = f (U) (Рис.8).

Частина характеристики Iпр= F (Uпр) Називається прямий гілкою, так як вона відповідає прямому включенню переходу. На ділянці 1 замикає ЕРС переходу більше зовнішньої ЕРС зовнішнього джерела Езап> Евн, І струм через перехід малий. На ділянці 2 замикає ЕРС менше зовнішньої - Езапвн, Перехід відкривається і протікає досить великий струм.

Зворотній гілка характеристики Iобр= F (Uобр) Відповідає закритому стану переходу. Ділянка 3 - замикаючий шар перешкоджає руху вільних носіїв і струм малий, 4 - пробою p-n-переходу, струм різко зростає.

Малюнок 8 - Вольт-амперна характеристика p-n-переходу

Модель решітки чистого напівпровідника «-- попередня | наступна --» Беспереходние напівпровідникові прилади
загрузка...
© om.net.ua