рама p - n - переходу вказана на малюнку 5.3.
В
Малюнок 5.11 - Енергетична діаграма p - n - переходу.
Рівень Фермі WF не залежить від координати X0, він знаходиться в поблизу зон провідності і валентної.
Злам цих кордонів на значення rEk = ejk характеризує контактну різницю потенціалів, яка є потенційним бар'єром тільки для основних носіїв обох областей. Наприклад, електрон 1, який підійшов до кордону збідненого шару, не може перейти з n в p - область, так як його енергія не достатня для подолання бар'єру. А електрон 2 може подолати бар'єр. Аналогічно буде і для дірок - основних носіїв. Для неосновних носіїв поле буде пришвидшує. p> Контактну різниця потенціалів можна визначити:
Uk p - n = kT/e * ln * pp/pn = kT/e * ln * NaNд/ni2 = jт * ln * NaNд/ni2,
де kT/e - температурний потенціал, позначається jт.
Uk p - n залежить:
1) від ширини забороненої зони ПП, при однакових концентраціях вона більше у ПП з більшою шириною;
2) від концентрації домішок в областях, із збільшенням домішки U kp - n зростає;
) від температури ПП, із збільшенням температури U kp - n зменшується.
Значення товщини замикаючого шару визначають:
,
де e - відносна діелектрична проникність ПП;
Якщо перехід різко несиметричний Na>> N д, то
d p - n = Г– (2ee0/eNa) * jk
Для симетричного p - n - переходу з лінійним розподілом домішки Nеф
d = Г–12ee0? к/e * dNеф/dx
5.3 Прямо зміщений pn-перехід
Пряме включення якщо плюс зовнішнього джерела підключений до p - області, а мінус джерела до n - області. Так як опір p - n - переходу набагато більше опору областей, то всі напруги U пр виявляються прикладеним до збідненого шару.
В
Малюнок 5.12 - Пряме включення p - n - переходу
Силові лінії зовнішнього поля направлені на зустріч силовим лініям внутрішнього поля тому результуючі напруга визначається як U = Uk p - n-Uпр, тобто гальмує дію для основних носіїв зменшується і основні носії починають инжектировать через перехід, наближаючись до p - n - переходу основні носії частково компенсують об'ємні просторові заряди, зменшуючи тим самим ширину замикаючого шару і його опору. У ланцюзі виникає струм, при цьому дифузійна складова через перехід збільшується, а дрейфова зменшується. p> При ВЅ Uk ВЅ = Uпр товщина p - n - переходу прагне до нуля і при подальшому збільшенні Uпр замикаючий шар зникає, тому основні носії вільно дифундують в суміжні галузі напівпровідників, що порушує термодинамічна рівновага, а тому Iдиф В»Іпр, так як Iдр В»0.
Процес перенесення носіїв через прямосмещенного p - n - перехід в область напівпровідника, де вони стають неосновними носіями, називається інжекцією.
Нерівновагі неосновні носії дифузують в глиб ПП і порушують його нейтральність. Відновлення електронейтральності відбувається за рахунок надходження носіїв від зовнішнього джерела в замін пішли до p - n - переходу і зниклих в результаті рекомбінації, з цього у зовнішній ланцюга виникає струм електронів. p> Зворотне включення p - n - переходу.
В
Малюнок 5.13 - Включення p - n - переходу у зворотному напрямку
При зворотному включенні мінус джерела підключаються до p - області, а плюс - до n - області. Силові лінії полів збігаються за напрямком, а з цього висота потенційного бар'єру збільшується. br/>
U = U nр + U обр.
Основні носії будуть дрейфувати в глиб областей від p - n - переходу. Ширина замикаючого шару збільшиться, збільшиться його опір, що призводить до зменшення дифузійної складової через перехід I диф ? 0.
Для неосновних носіїв ускоряющее дію поля збільшиться, вони захоплюються цим полем і переносяться через перехід. Цей процес перенесення неосновних носіїв через назад зміщений перехід в область ПП, де вони стають основними носіями, називається екстракцією. p align="justify"> I обр = I диф < span align = "justify">-I т В» I др
Дрейфовий струм, створюється ...
