an> 1 і x 2 - істинні роботи виходу з напівпровідника у вакуум, звані електронним спорідненістю напівпровідника (від межі зони провідності).
При створенні контакту між двома напівпровідниками рівні Ферма сполучаються (вирівнюються), що призводить до розриву в зоні провідності D W C і у валентній зоні D W V (малюнок 5.20 б).
У зоні провідності величина розриву обумовлена ​​різницею істинних робіт виходу електронів з p-і n-напівпровідників D Wc = x 1 - x 2 , а у валентній зоні крім цього - ще й нерівністю значень енергії D Wv. Тому потенційні бар'єри для електронів і дірок будуть різними: потенційний бар'єр для електронів в зоні провідності менше, ніж для дірок у валентній зоні.
При подачі прямої напруги потенційний бар'єр для електронів зменшується, і електрони з n-напівпровідника инжектируются в p-напівпровідник.
Потенційний бар'єр для дірок в p-області також зменшується, але все ж залишається досить великим, так що інжекція дірок з p-області в n-область практично відсутня.
Це є важливою перевагою гетеропереходов стосовно гомопереходам (раніше розглянутих). У гомопереходах інжекція виникає за рахунок різниці концентрацій основних носіїв у областях (Na>> Ng). У багатьох приладах ця різниця повинна бути якомога більше. p align="justify"> Але існує технічний межа збільшення домішки в напівпровіднику Na, а також призводить до появи великої кількості дефектів, що погіршують параметри pn-переходу.
гетеропереходи дозволяють виключити ці недоліки і отримати односторонню інжекцію носіїв навіть при однаковій концентрації домішок в областях, але для цього потрібно створювати бездефектні межі областей.
Особливості транзистора на гетеропереходах:
висока ефективність емітера;
зменшується опір бази;
менше витіснення струму емітера;
поліпшується перехідна характеристика за високого коефіцієнта по струму ( В» 350);
розширений температурний діапазон може працювати при високих температурах ( В» 350) і низьких (аж до гелієвих (4к)) .
5. Люмінесценція напівпровідників
Під люмінесценцією розуміють електромагнітне нетепловое випромінювання, що володіє тривалістю, що значно перевищує період світлових коливань. Для цього використовують ПП із шириною забороненої зони (арсенід галію, фосфід галію, карбід кремнію). Для виникнення люмінесценції в П необхідно вивести атоми з термодинамічної рівноваги, тобто порушити їх. Для цього використовують різні способи:
електричним полем;
бомбардуванням ПП електронами;
освітленням.
Випромінювання квантів світла (фотонів) відбувається за рахунок переходу електрона на більш низький енергетичний рівень при міжзонної рекомбінації за участю рекомбінаційних пасток. Окремий випадок люмінесценції є електролюмінесценція. На її основі працюють випромінювачі, які перетворять електричну енергію в енергію оптичного випромінювання заданого спектру. p align="justify"> 6. Фотопровідність напівпровідників
Електропровідність ПП збільшується під дією електромагнітного випромінювання. Якщо енергія фотона дорівнює або більше ширини забороненої зони (hf?? Wз), то відбуваються перекидання електронів з валентної зони в зону провідності, що призведе до появи додаткових (нерівноважних) електронів (у зоні провідності) і дірок (у валентній зоні). Виникає власна провідність ПП. p align="justify"> Якщо ПП містить домішки, то фотопровідність може виникнути при hf?? Wз. Для ПП із донорной домішкою фотон повинен володіти енергією hf?? Wд, а з акцепторної - hf?? Wа. p align="justify"> При поглинанні світла домішковими центрами відбувається перехід електронів з донорних рівнів у зону провідності ПП з n - провідністю або з валентної зони на акцепторні домішки, якщо кристал p - провідності.
В результаті додається домішкова фотопровідність.
Кожен матеріал ПП ...
