рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

P-n-переход под воздействием внешнего напряжения

P-n-переход под воздействием внешнего напряжения - раздел Философия, ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА. ЧАСТЬ 1 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ Если К P-N-Переходу Подключить Внешнее Напряжение Таким Образом, Что "+&...

Если к p-n-переходу подключить внешнее напряжение таким образом, что "+" батареи приложен к области полупроводника n-типа, а "-" – к области полупроводника p-типа, то это приведет к возникновению в запирающем слое электрического поля напряженностью , направление которого совпадает с направлением поля . Такое включение называется обратным, а p-n-переход в этом случае – закрытым (рис. 2, а). Под воздействием внешнего напряжения электроны и дырки как основные носители заряда смещаются от p-n-перехода в разные стороны.

  Рис. 2. Электронно-дырочный переход под воздействием внешнего напряжения: а – к p-n-переходу приложено обратное напряжение; б – к p-n-переходу приложено прямое напряжение

 

Обедненный слой расширяется, толщина перехода увеличивается, сопротивление p-n-перехода резко возрастает, высота потенциального барьера также возрастает.

Увеличение потенциального барьера нарушает состояние динамического равновесия, диффузионный ток резко уменьшается. Дрейфовый ток при этом не изменяется, так как концентрация неосновных носителей заряда определяется лишь процессом термогенерации, а не уровнем напряжения.

Таким образом, при обратном включении через p-n-переход проходит малый ток, обусловленный движением неосновных носителей заряда, – обратный ток . Ток называют тепловым током или током насыщения, так как неосновные носители образуются в результате процесса термогенерации.

Если поменять полярность источника внешнего напряжения, то электроны и дырки как основные носители заряда будут двигаться навстречу друг другу. Такое включение называется прямым, а p-n-переход в этом случае – открытым (рис. 2, б). В результате встречного движения основных носителей в зоне p-n-перехода происходит их накопление, толщина перехода уменьшается, сопротивление p-n-перехода снижается, потенциальный барьер также снижается. При этом возникает сравнительно большой электрический ток, обусловленный движением основных носителей заряда, – прямой ток . Это будет диффузионный ток; дрейфовый ток при этом, опять же, не изменяется. Понятно, что .

Концентрация примеси, а значит и концентрация основных носителей, в одной из областей (обычно в полупроводнике p-типа) на 2-3 порядка превышает концентрацию примеси в другой области (>на рис. 1, в). Это достигается в процессе технологической обработки кристалла. Область с высокой концентрацией примеси называется эмиттером, область с низкой концентрацией примеси (обычно n-область) – базой. Следовательно, доминирующей составляющей прямого тока будет та, которая определяется носителями заряда высоколегированной области.

Таким образом, при обратном включении p-n-перехода его сопротивление велико и через него протекает малый обратный ток; при прямом включении p-n-перехода его сопротивление незначительно и через него протекает большой прямой ток, значительно превышающий по величине обратный. Значит, p-n-переход обладает свойством односторонней проводимости или вентильности, что позволяет использовать его в целях выпрямления переменного тока.

Наряду с выпрямительным свойством p-n-переход обладает электрической емкостью, которая состоит из барьерной и диффузионной емкостей.

Барьерная (или зарядная) емкость обусловлена неподвижными зарядами ионов донорной и акцепторной примеси и определяется отношением изменения объемного заряда обедненного слоя к изменению напряжения при обратном включении p-n-перехода . С увеличением обратного напряжения ширина p-n-перехода возрастает и барьерная емкость уменьшается. Зависимость барьерной емкости p-n-перехода от обратного напряжения используется в варикапах – полупроводниковых диодах, предназначенных для применения в качестве элементов с электрически управляемой емкостью. Диффузионная емкость обусловлена диффузией подвижных носителей заряда через p-n-переход при прямом включении.

Таким образом, при обратном напряжении емкость p-n-перехода определяется барьерной емкостью, а при прямом – диффузионной.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА. ЧАСТЬ 1 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ

ПРИАЗОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ... ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ... КАФЕДРА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: P-n-переход под воздействием внешнего напряжения

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

История развития электроники
Совершим краткий экскурс в историю развития электроники. В начале XX в., после изобретения в 1904 г. англичанином Дж. Флемингом лампового диода (его стали применять в качестве детектора в радиоприе

Электропроводность полупроводников
(собственная и примесная проводимость) Все встречающиеся в природе вещества по электрическим свойствам подразделяют на 3 группы: вещества, хорошо проводящие электрический

P-n-переход в состоянии термодинамического равновесия
Основой большинства полупроводниковых приборов является электронно-дырочный или p-n-переход. Электронно-дырочным или p-n-переходом называют область на границе двух полупроводников, один из которых

Тема 2. Полупроводниковые диоды
Полупроводниковым диодом называют полупроводниковый прибор с одним p-n-переходом и двумя выводами. Слово "диод" образовалось от греч. приставки "ди" ("дважды") и сокра

Выпрямительные диоды
  Выпрямительный диод – полупроводниковый диод, предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный. В зависимости от исходного полупроводникового материала выпрямительны

Полупроводниковые стабилитроны
Стабилитрон – полупроводниковый диод, напряжение на котором в области обратимого электрического пробоя слабо зависит от тока и который служит для стабилизации напряжения. ВАХ стабилитрона приведена

Устройство биполярного транзистора
Биполярный транзистор – полупроводниковый прибор с тремя чередующимися областями полупроводников разного типа электропроводности (p-n-p или n-p-n) и двумя p-n-переходами, протекание тока в которых

Биполярного транзистора
При отсутствии внешних напряжений распределение концентраций основных и неосновных носителей заряда показано на рис. 12, б пунктирными линиями. Концентрация дырок в эмиттере и коллекторе бол

Вольт-амперные характеристики биполярных транзисторов
Вольт-амперными для любой из схем включения транзистора (ОБ, ОЭ и ОК) являются входные и выходные характеристики. Входные характеристики представляют собой зависимость входного тока от входного нап

H-параметры транзистора
Недостатком Т-образной схемы является невозможность непосредственного измерения ее параметров, так как в реальном тра

Тема 5. Полевые транзисторы
  Полевые (униполярные) транзисторы представляют собой полупроводниковые приборы, ток в которых обусловлен дрейфом основных носителей заряда под действием продольного электрического п

Тема 6. Биполярные транзисторы с изолированным
затвором (IGBT-транзисторы) В настоящее время основными полностью управляемыми приборами силовой электроники в области коммутируемых токов до 50 А и напряжений до 500 В яв

Тема 7. Тиристоры
Тиристор (от греч. thýra – "дверь" и англ. resistor – "сопротивление") – полупроводниковый прибор с тремя и более p-n-переходами, используемый в качестве управляемого пер

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги