Контакт Ме – п/п p-типаej0p > ej0.
ВЗ
L В этом случае электроны переходят из Ме в п/п, создавая ЗС, поскольку в p-п/п уменьшается концентрация дырок. При подключении прямого напряжения сопротивление ЗС уменьшается, при подключении обратного – увеличивается. Из-за изменения сопротивления ЗС при подключении напряжения данный переход обладает выпрямляющими свойствами. Если ej0p > > ej0, то может возникнуть инверсный слой в p-п/п, т.е. слой с электронной проводимостью. Если ej0p < ej0, то электроны из п/п переходят в Ме, в п/п образуется избыточная концентрация дырок, и слой будет иметь более высокую проводимость, чем п/п – контакт антизапирающий (омический). Пробой p-n-перехода.
Пробоем p-n-перехода называется резкий рост обратного тока через переход при приложении обратного напряжения. Виды пробоя: · Лавинный пробой ЛП · Полевой пробой ПП · Тепловой пробой ТП ЛП: развивается в p-n-переходе, образованном слаболегированным п/п (ширина ЗС большая). Если приложить большое обратное напряжение, то суммарная напряжённость При этом дырки и электроны по пути через ЗС образуют новые пары подвижных носителей заряда, которые в свою очередь разгоняются в поле Т.е. в ЗС развивается лавина подвижных носителей и обратный ток резко увеличивается. Характеризует этот процесс коэффициент умножения, который определяется по формуле:
где N1 – количество электронов, поступивших в p-n-переход N2 – количество электронов, ионизированных электронами N’2 – количество электронов, ионизированных дырками. Важной характеристикой пробоя является обратное напряжение.
А, a - коэффициенты, которые зависят от материала и от типа проводимости.
Для ЛП характерен резкий рост обратного тока при незначительном увеличении обратного напряжения.
ПП: этот пробой характерен для переходов, образованных п/п с меньшим, чем ранее удельным сопротивлением. При сильном э.п. Фанон – это энергия колеблющихся атомов. Величина пробивного напряжения зависит от r - удельного сопротивления n- и p-п/п Ge:
При значительной величине r напряжение ПП больше, чем напряжение ЛП, и в переходе возникает ЛП. Характеристика ветви ПП такая же, как и ЛП.
ТП: возникает в результате разогрева p-n-перехода обратным током большой величины. Если количество джоулевого тепла, выделяемого в переход, больше, чем количество тепла, отводимого от перехода, то температура перехода возрастает и возрастает число носителей заряда, переход разогревается. Напряжение UТП зависит от величины Iобр, сопротивления p-n-перехода, от условий теплоотвода и от температуры окружающей среды. Зависимость Iобр от Uпр имеет вид:
ТП может наступить за счёт увеличения обратного тока при ЛП или ТП. Ёмкости p-n-перехода ЗС, образованный в p-n-переходе двумя слоями разноименно зарядов, может быть представлен эквивалентным плоским конденсатором с емкостью С:
S – площадь перехода 2L – ширина ЗС Из анализа, проведённого ранее для p-n-перехода, видно, что концентрация объёмного заряда в приконтактной области изменяется в зависимости от внешнего напряжения. При Uобр ширина ЗС увеличивается. Меняется при этом и распределение зарядов. Ёмкость, обусловленная наличием зарядов в ЗС в условиях равновесия и при подаче Uобр , называется барьерной или зарядной ёмкостью. Изменение объёмных зарядов происходит и при подключении Uпр за счёт инжекции неосновных носителей. Ёмкость, обусловленная такими изменениями заряда, называется диффузионной. Барьерную ёмкость рассмотрим на примере несимметричного p-n-перехода (Nа> Nд). ЗС лежит в основном в n-п/п. Ширина ЗС:
При подключении обратного напряжения ЗС расширяется.
При данном условии 2L=L’’
Диффузионная ёмкость – может быть определена, как отношение изменения величины инжектированных зарядов к изменению напряжения на переходе.
I – Iпр через переход t - время жизни неосновных носителей. Полупроводниковые диоды
|
W Ме p
ej0p ЗП X
ej0 Wс
WА WФ
ЗП WВ
W, U X
ejK
ej0p ej0 Wс
WФ
ЗП ВЗ WВ
в ЗС велика, так что неосновные носители, проходя через p-n-переход, приобретают энергию, достаточную для ионизации атомов п/п.
и ионизируют новое поле и т.д.
I
UЛП U
I
U
