ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД

Полупроводниковый переход между двумя областями полупроводника, одна из которых имеет электронную (п), а другая - дырочную (р) электрич. проводимости (соответственно п- и р-области). До установления термодинамич. равновесия между областями и в отсутствие внеш. электрич. поля в таком ПП протекают след. физ. процессы. Поскольку концентрация дырок в р-области гораздо выше, чем в п-области, то дырки из р-области диффундируют в п-область (аналогично электроны из п-области диффундируют в р-область).  

Встречная диффузия подвижных носителей заряда (НЗ) приводит к появлению в п-области нескомпенсированных положит, заряда ионов донорной примеси, а в р-области - отрицат. заряда ионов акцепторной примеси. Т. к. до-норные и акцепторные атомы неподвижны (жёстко связаны с кристаллич. решёткой), то у границы р- и п-областей образуется т.н. двойной электрический слой пространств, заряда, поле которого (контактное электрич. поле) создаёт потенциальный барьер, препятствующий дальнейшей диффузии НЗ через слой. В процессе диффузии зарядов в приконтактной зоне происходит интенсивная рекомбинация носителей заряда, в результате чего эта зона обедняется подвижными НЗ (поэтому двойной электрич. слой нередко наз. также обеднённым слоем). Когда установилось термодинамич. равновесие, суммарный положит, заряд в слое пространств, заряда строго равен суммарному отрицательному.

Полный ток через Э.-д. п. складывается из диффузионного тока (обусловленного диффузией неосновных НЗ - дырок в п-область и электронов в р-область), а также и дрейфового тока (обусловленного дрейфовым движением НЗ под действием электрич. поля). В условиях термодинамич. равновесия и в отсутствие внеш. электрич. поля полный ток через Э.-д. п. равен нулю. При этом разность потенциалов, возникающая между р- и п-областями (контактная разность потенциалов), сдвигает энергетич. уровни в этих областях на величину, равную разности Ферми уровней.

К важнейшим электрич. свойствам Э.-д. п., используемым на практике, относится зависимость электрич. проводимости и ёмкости перехода от величины и знака приложенного внеш. напряжения. Внеш. электрич. поле изменяет высоту потенциального барьера и нарушает равенство потоков НЗ через Э.-д. п. Если положит, потенциал приложен к р-области, то внеш. поле направлено против контактного, в результате чего потенциальный барьер понижается (прямое смещение). В этом случае с ростом приложенного напряжения возрастает кол-во НЗ с энергией, достаточной для преодоления потенциального барьера; е р-область переходит добавочное кол-во электронов, а в п-область - дырок.

Такое введение НЗ в область, где они являются неосновными, наз. инжекцией носителей заряда. Практически одновременно через внешние (омические) контакты в р- и п-области входят равные кол-ва основных НЗ, вызывающих нейтрализацию инжектир. зарядов. Неосновные НЗ, перешедшие через Э.-д. п., диффундируют в глубь п- и р-областей. В результате через Э.-д. п. протекает диффузионный электрич. ток; при повышении приложенного напряжения этот ток возрастает приблизительно по экспоненциальному закону. Полное сопротивление Э.-д. п. в слабом перем. электрич. поле при прямом смещении имеет наряду с омической ёмкостную составляющую, обусловленную как геометрич. ёмкостью самого Э.-д. п., так и диффузионной ёмкостью, определяемой кол-вом инжектир. неосновных НЗ.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.