Обратное включение

 

 

За счет приложенного напряжения увеличивается потенциальный барьер.

Обратный ток очень мал сопротивление очень большое, дрейфовый ток не изменяется , а диффузионный – мало.

 

Лекция №4

 

Вентильным эффектом называется различная проводимость при различном подключении источника.

 

При смещении в прямом направлении кривизна зонных диаграмм уменьшается на величину приложенного напряжения. При обратном включении увеличивается кривизна зонных диаграмм и ширина p-n-перехода.

В результате контакта двух полупроводников с разным типом электропроводности образуется слой, в котором сосредоточены объемные заряды (остающиеся после диффузии электронов или дырок) и он называется слоем объемного заряда. В слое отсутствуют носители тока, поэтому его еще называют обедненным слоем. Он обладает большим сопротивлением. Вследствие того, что около границы сосредоточены заряды разного типа полярности, он ведет себя по разному при разном приложении входного напряжения. В одном направлении этот слой имеет малое сопротивление (при прямом напряжении), а в другом направлении большое (при обратном напряжении).

 

 

Потенциальный барьер, образующийся при контакте областей, определяется концентрацией носителей в областях.

Ψ_к – потенциальный барьер.

- контактная разность потенциалов.

- тепловой потенциал.

Для собственной электропроводности n=p=n_i

Для собственной и примесной электропроводности в состоянии термодинамического равновесия. В электронном полупроводнике n>>p, в дырочном — n>>p.

Произведение концентраций основных носителей на концентрацию неосновных есть величина постоянная для заданной температуры n*p=n_i², поэтому справедливы уравнения:

Исходя из этого, можно записать:

 

Объемные заряды по обе стороны границы размещены на определенном расстоянии, которое характеризуется толщиной слоя объемного заряда, который в свою очередь зависит от концентрации носителей в областях. Толщина находится решением уравнением Пуассона и обозначается l:

Для симметричных областей справедливо соотношение

если n_n0>>p_p0, тогда

 

Если p-n-переход несимметричный, то его толщина определяется областью с меньшей концентрацией носителей и зависит от полярности металлургического слоя.

Выражение для определения ВАХ p-n-перехода находится решением уравнения непрерывности.

,

где I_S – ток теплового насыщения, определяется при обратном включении; D_n (D_p) – коэффициент диффузии; L_n (L_p) – диффузионная длина; τ_n (τ_p) – время жизни.