У точкових діодів лінійні розміри, що визначають площу pn переходу, такого ж порядку як товщина переходу, або менше її. У площинних діодів ці розміри значно більше товщини переходу.
Точкові діоди мають малу ємність pn переходу і тому застосовуються на будь-яких частотах аж до СВЧ. Але вони можуть пропускати струми не більше одиниць або декількох десятків міліампер. Площинні діоди залежно від площі переходу володіють ємністю в десятки пікофарад і більше. Тому їх застосовують на частотах не більше десятків кілогерц. Допустимий струм в площинних діодах буває від десятків міліампер до сотень ампер і більше.
Основою точкових і площинних діодів є платівки напівпровідника, вирізані з монокристала, що має у всьому своєму обсязі правильне кристалічну будову. В якості напівпровідникових речовин для точкових і площинних діодів застосовують найчастіше германій і кремній, а останнім часом також і арсенід галію і карбід кремнію.
Полікристалічні діоди мають pn перехід, утворений напівпровідниковими шарами, що складаються з великої кількості кристалів малого розміру, різноорієнтованих один щодо одного і тому не представляють собою єдиного монокристала. Ці діоди бувають селеновими, меднозакісние (купроксние) та титанові.
. 2 АНАЛІЗ КОНСТРУКЦІЙ
Розглянемо докладніше процес утворення pn переходу. Рівноважним називають такий стан переходу, коли відсутня зовнішня напруга. Нагадаємо, що в р-області є два види основних носіїв заряду: нерухомі негативно заряджені іони атомів акцепторної домішки і вільні позитивно заряджені дірки; а в n-області є також два види основних носіїв заряду: нерухомі позитивно заряджені іони атомів акцепторної домішки і вільні негативно заряджені електрони.
До зіткнення p і n областей електрони дірки і іони домішок розподілені рівномірно. При контакті на кордоні p і n областей виникає градієнт концентрації вільних носіїв заряду і дифузія. Під дією дифузії електрони з n-області переходить в p і рекомбинирует там з дірками. Дірки з р-області переходять в n-область і рекомбінують там з електронами. У результаті такого руху вільних носіїв заряду в прикордонній області їх концентрація убуває майже до нуля і в теж час в р-області утворюється негативний просторовий заряд іонів акцепторнійдомішки, а в n-області позитивний просторовий заряд іонів донорної домішки. Між цими зарядами виникає контактна різниця потенціалів? до і електричне поле Ек, яке перешкоджає дифузії вільних носіїв заряду з глибини р- і n-областей через р-n перехід. Таким чином область, об'єднана вільними носіями заряду зі своїм електричним полем і називається р-n-переходом.
Товщина електронно-доручених переходів має порядок (0,1-10) мкм.
У рівноважному стані (без зовнішньої напруги) через р-n перехід рухаються два зустрічні потоку зарядів (протікають два струму). Це дрейфовий струм неосновних носіїв заряду і дифузійний струм, який пов'язаний з основними носіями заряду. Так як зовнішнє напруга відсутня, і струму в зовнішньому ланцюзі немає, то дрейфовий струм і дифузійний струм взаємно врівноважуються і результуючий струм дорівнює нулю:
ін + Iдиф=0.
Це співвідношення називають умову динамічної рівноваги процесів дифузії і дрейфу в ізольованому (рівноважному) pn переході.
Поверхня, по якій контактують p і n області називається металургійної кордоном. Реально вона має кінцеву товщину -? м. Якщо? м lt; lt; lp-n, то pn-перехід називають різким. Якщо? м gt; gt; lp-n, то pn-перехід називають плавним. Зовнішня напруга порушує динамічну рівновагу струмів в pn-переході. Pn-перехід переходить в нерівноважний стан. Залежно від полярності напруги прикладеного до областей в pn-переходу можливо два режими роботи.
) Пряме зміщення pn переходу. pn перехід вважається зміщеним в прямому напрямку, якщо позитивний полюс джерела живлення приєднаний до р- області, а негативний до n-області (рис.1.4)
При прямому зсуві, напруги Jк і U направлені зустрічно, результуюча напруга на pn-переході убуває до величини Jк - U.
Це призводить до того, що напруженість електричного поля убуває і поновлюється процес дифузії основних носіїв заряду. Крім того, пряме зсуві зменшує ширину pn переходу, тому lp-n? (Jк - U) 1/2. Струм дифузії, струм основних носіїв заряду, стає багато більше дрейфового. Через pn-перехід протікає прямий струм
р-n=Іпр=Iдиф + Iдр=Iдиф.
При протіканні прямого струму основні носії заряду р- області переходять в n-область, де стають неосновними. Дифузійний процес введення основних носіїв заряду в область, де вони стають неосновними, називається інжекцією, а пря...
