Контактная разность потенциалов. Запирающий слой

Контакт полупроводников р- и n-типов именуют р-n переходом,
рис. 1.1.


При контакте полупроводников с различными типами проводимости из
приконтактной области начинается диффузионное движение электронов из
полупроводника n-типа в полупроводник р-типа, а дырок - из полупроводника р-типа в полупроводник n-типа. При встрече электронов с дырками они интенсивно рекомбинируют, в итоге чего Контактная разность потенциалов. Запирающий слой в приконтактной области создается нескомпенсированный большой заряд положительных ионов доноров в полупроводнике n-типа и отрицательно заряженных ионов акцепторов в полупроводнике р-типа, как показано на рис. 1.1. За счет этих больших нескомпенсированных зарядов создаются электронное поле и возможный барьер Uк,который именуется контактной разностью потенциалов. Контактная разность потенциалов препятствует Контактная разность потенциалов. Запирающий слой предстоящему диффузионному движению главных носителей через контакт, но содействует дрейфовому движению неосновных носителей. В критериях равновесия ток неосновных носителей Iдр будет равен и противоположен току главных носителей Iдиф, и общий ток во наружной цепи будет равен нулю

I=Iдиф+Iдр=0.

Так как приконтактный слой в итоге рекомбинации обедненподвижными Контактная разность потенциалов. Запирающий слой носителями зарядов, он имеет еще больше сопротивление по сопоставлению с сопротивлением остального объема р- и п- областей и именуется запирающим.

Подавляющее большая часть полупроводниковых диодов содержит один р-п переход. Выводы диодика именуются анодом и катодом, как показано на рис. 1.16. При контакте полупроводников p- и n-типа с схожим Контактная разность потенциалов. Запирающий слой содержанием примеси р-п переход именуется симметричным. В большинстве полупроводниковых устройств употребляются несимметричные р-п переходы, т.е. контакты полупроводников с различным содержанием примеси. В таких контактах запирающий слой неравномерно распространяется в р- и п- области. Запирающий слой размещается в главном в области с малым содержанием примеси, к Контактная разность потенциалов. Запирающий слой примеру, как показано на рис. 1.1 в.

1.4. Прямое смещение р-п перехода

Наружное напряжение нарушает равновесие меж диффузионным и дрейфовыми токами. Если наружное напряжение имеет такую полярность, что увеличивает потенциал р- области (анода) по отношению к п- области (катоду), то включение р-п перехода именуется прямым (рис. 1.2а). В данном случае наружное Контактная разность потенциалов. Запирающий слой напряжение оказывается присоединенным к запирающему слою встречно с контактной разностью потенциалов. Возможный барьер миниатюризируется до величины UK — Uпр, и запирающий слой миниатюризируется. В итоге диффузионный ток возрастает, а дрейфовый миниатюризируется. Во наружной цепи течет прямой ток Iпр, который создается движением главных

носителей (рис. 1.2а).

1.5. Оборотное смещение р-п перехода

При подаче наружного Контактная разность потенциалов. Запирающий слой напряжения, понижающего потенциал p- области (анода) по отношению к п- области (катоду), включение р-п перехода именуется оборотным (рис. 1.26). Полярность наружного напряжения в данном случае совпадает с полярностью контактной разности потенциалов Uк.

Возможный барьер увеличивается до величины Uк + Uo6р, запирающий слой возрастает, в итоге чего диффузионный ток Контактная разность потенциалов. Запирающий слой главных носителей значительно миниатюризируется, а дрейфовый ток неосновных носителей стремительно добивается насыщения. Во наружной цепи течет малозначительный оборотный ток Iобр , величина которого определяется концентрацией неосновных носителей (рис. 1.2, б).

1.6. Вольтамперная черта p-n перехода

Вольтамперная черта (ВАХ) р-п перехода нелинейна (рис. 1.3). Это означает, что сопротивление перехода непостоянно. При прямом включении Контактная разность потенциалов. Запирающий слой сопротивление р-п перехода не много (10-ки, единицы Ом), при оборотном - в 10-ки тыщ раз больше и составляет сотки кОм.

Прямой ток становится приметным, когда прямое напряжение Uпр приближается к контактной разности потенциалов UK. Так как UK в кремниевых переходах составляет UKSi ≈ 0,5 - 0,6 В, то ровная ветвь ВАХ кремниевого р-п перехода Контактная разность потенциалов. Запирающий слой сдвинута на право (рис. 1.3). Принято считать пороговое напряжение отпирания кремниевого р-п перехода равным 0,6 - 0,7 В.

На исходном участке прямой ветки Uпр < UK, и сопротивление диодика Rд = Rр + R3C + Rn определяется сопротивлением запирающего слоя R3С, которое еще больше сопротивлений p- и n-областей (R3с » Rp Контактная разность потенциалов. Запирающий слой , Rn ).

С ростом прямого напряжения Uпр ширина запирающего слоя умень-шается и исчезает совершенно, сопротивление диодика миниатюризируется и при Uпр ≈ Uк становится неизменным и определяется значениями Rр и Rn, которые зависят от концентрации примеси в областях р и п.

Прямой ток создаётся движением главных носителей, оборотный — неосновных. Так Контактная разность потенциалов. Запирающий слой как главных носителей в полупроводнике в 10-ки тыщ раз больше, чем неосновных, то прямой ток еще больше оборотного. Отсюда следует, что основное свойство диодика - односторонняя проводимость.

Из вольтамперной свойства р-п перехода видно, что прямое падение напряжения на линейном участке ВАХ при прямом включении не много находится в зависимости от тока и Контактная разность потенциалов. Запирающий слой составляет менее 1 В.

Диоды Шоттки

В качестве выпрямительных диодов употребляют также диоды Шоттки, которые представляют собой контакт металл-полупроводник (рис. 1.4).

Для производства диодика Шоттки необходимо брать такие составляющие, чтоб работа выхода электронов из металла была больше, чем в полупроводнике. В данном случае электроны перебегают из n-полупроводника в металл Контактная разность потенциалов. Запирающий слой. Приконтактный слой металла заряжается негативно, а приконтактный слой п- полупроводника — положительно (ионы доноров), т.е. в месте контакта появляется поле, препятствующее предстоящему переходу электронов из полупроводника в металл. Контактная разность потенциалов UK составляет 0,1-0,2 В, т.е. таковой контакт обладает выпрямительными качествами, но отличается от кремниевого р-п перехода наименьшим Контактная разность потенциалов. Запирающий слой падением напряжения (Uпр, в диодиках Шоттки составляет 0,2-0,3 В) и поболее высочайшим быстродействием, т.к. ток появляется движением только электронов, а подвижность электронов выше, чем подвижность дырок. Совместно с тем диоды Шоттки отличаются не большенными значениями очень допустимого оборотного напряжения Uобр.max, обычно менее 100 В. Диоды Шоттки обширно используются в разных Контактная разность потенциалов. Запирающий слой полупроводниковых устройствах и в составе интегральных микросхем.


konsultirovanie-pri-perezhivanii-vini.html
konsultirovanie-roditelej-mladshih-shkolnikov.html
konsultirovanie-supruzheskoj-pari.html