December 17 2017 15:37:06
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Электрические переходы
ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

Большое число элементов с заданными характеристиками получено на основе явлений, возникающих в структурах, содержащих электрические переходы, которые образуются при контакте материалов с различными электрофизическими свойствами.

Явления в электрических переходах, под которыми понимают узкую область вблизи поверхности раздела разных материалов, широко применяют для построения электронных приборов и датчиков. Электронно-дырочные (p - n) переходы составляют основную часть разнообразных полупроводниковых структур. При образовании  металлургического контакта полупроводниковых пластин n-типа и p-типа с концентрациями электронов nn @ 1019  см -3 и дырок  pp @ 1013 см -3 вблизи соединения наблюдается большой градиент (разница) концентраций отрицательных и положительных свободных зарядов. Диффузия  электронов в p-слой и дырок в n-слой и их рекомбинация со свободными зарядами приводит к образованию вблизи контакта областей носителей, обладающих объемным зарядом оставшихся неподвижных ионов, который создает собственное электрическое поле перехода ЕВТ (рис.1.7,а).


Рис. 1.7. Структура p – n перехода (а), его характеристика (б), полупроводниковый диод (в) и его эквивалентная схема (г).

Это поле создает в обедненном основными носителями слое потенциальный барьер j0, препятствующий дальнейшему перемещению зарядов и обеспечивающий динамическое равновесие.

Приложение внешнего напряжения прямого направления (плюсом к р-области) снижает потенциальный барьер и приводит к возникновению тока, который незначителен пока приложенное напряжение меньше уровня отпирания перехода U*, который для кремниевых структур составляет от 0,5 В до 0,7 В (рис.1.7,б). Дальнейшее увеличение напряжения вызывает значительный рост тока. Изменение полярности приложенного напряжения приводит к повышению потенциального барьера и поддержанию через переход весьма малого обратного тока, обусловленного перемещением неосновных носителей (дырок в n-области и электронов в p-области) с незначительными концентрациями.

Для математического описания внешней характеристики p – n перехода, т.е. зависимости i(u), используют выражение, называемое моделью Шокли img01, где I0 – обратный ток перехода, img02= 0,025 В – тепловой потенциал, вычисленный при температуре Т = 300К с учетом постоянной Больцмана k = 1.38•10-23 Дж/К и заряда электрона qe= 1,6×10-19 Кл.

Характеристика отражает вентильные свойства перехода, проявляющиеся в значительно различающейся проводимости при прямом u > 0 и обратном u < 0 напряжениях. При u > T = 0,1В прямую ветвь характеристики можно описать соотношением  img03, из которого следует выражение дифференциального сопротивления img04, зависящего от выбора рабочей точки на характеристике, т.е. тока I (например, значениям тока в пределах I = 1…25мА соответствует изменение rd от 25 до 1 Ома). При u < 0 в соответствии с принятой моделью имеем i @ –I0 и обратную ветвь можно представить источником весьма малого тока, значения которого лежат в пределах 10 -7 ... 10 -5 А, с почти нулевой проводимостью.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.03 секунд 2,299,131 уникальных посетителей