Исследование свойств полупроводников методом вольтфарадных характеристик. Абрамов В.Б - 7 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

Емкость p-n–перехода
P-n-переходы получают в результате образования контакта между полупро-
водниками, изготовленными на основе одних и тех же химических элементов с
разным типом электропроводности. На рис. 5 представлена типичная энергетиче-
ская диаграмма p-n–перехода в равновесном состоянии (без внешнего электриче-
ского поля). На этом же рисунке показано распределение носителей заряда. По-
скольку электронные сродства
и ширина запрещенной зоны контактирующих ма-
териалов одинаковые, разрыв зон ΔE
C
и ΔE
V
в плоскости металлургического кон-
такта равен нулю; потенциальных барьеров здесь два и они одинаковые по вели-
чине.
E
V
E
C
E
F
q
ϕ
0
q
ϕ
0
n
p
Обедненный
слой
N
N
E
E
Рис. 5. Энергетическая диаграмма и концентрация носителей заряда в равновесном p-n–переходе
Как видно, для основных носителей заряда (дырок для p-области и электронов
для n-области) существует потенциальный барьер высотой q ϕ
0
, для неосновных
же носителей потенциального барьера не существует, и они проходят через p-n–
переход беспрепятственно. В отличие от перехода Шоттки, контактная разность
потенциалов довольно легко рассчитывается:
2
0
ln
i
AD
n
NN
kTq =ϕ
.
Решая уравнение Пуассона можно получить распределение напряженности
электрического поля и потенциала в p-n–переходе (рис. 6):
⎩
⎨
⎧
>δ−−
<δ+
εε
=
.0),(
;0),(
0
xдляxN
xдляxN
q
pA
nD
s
E
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
δ
εε
+ϕ+δ−
εε
δ
εε
−ϕ+δ+
εε
−
=ϕ
.)(
;)(
2
2
1
0
2
2
0
2
2
1
0
2
2
0
pApp
x
A
nDnn
x
D
N
q
xN
q
N
q
xN
q
(3)
Из уравнения (3) можно рассчитать общую толщину обедненной области
отчете соответствующего элемента. При использовании WordPad, нажатие на
кнопку
приводит к копированию в буфер обмена соответствующего элемента.
Чтобы он появился в отчете, следует переключится в WordPad и воспользоваться
командой меню Правка–Вставить.
Рис. 47. Кнопки «Копировать» при работе с графиками и выражениями
Переключение между отчетом и приложением C_V.exe легко осуществляется
при помощи панели задач Windows (рис. 48).
Рис. 48. Переключение между редактором отчета и приложением C_V.exe
После того, как отчет сформирован, его можно распечатать. Закрыть отчет
можно с помощью команды меню или кнопки на панели инструментов (рис. 49).
Рис. 49. Закрытие отчета
7 38 
отчете соответствующего элемента. При использовании WordPad, нажатие на
                                                                                                          Емкость p-n–перехода
кнопку    приводит к копированию в буфер обмена соответствующего элемента.
Чтобы он появился в отчете, следует переключится в WordPad и воспользоваться        P-n-переходы получают в результате образования контакта между полупро-
командой меню Правка–Вставить.                                                  водниками, изготовленными на основе одних и тех же химических элементов с
                                                                                разным типом электропроводности. На рис. 5 представлена типичная энергетиче-
                                                                                ская диаграмма p-n–перехода в равновесном состоянии (без внешнего электриче-
                                                                                ского поля). На этом же рисунке показано распределение носителей заряда. По-
                                                                                скольку электронные сродства и ширина запрещенной зоны контактирующих ма-
                                                                                териалов одинаковые, разрыв зон ΔEC и ΔEV в плоскости металлургического кон-
                                                                                такта равен нулю; потенциальных барьеров здесь два и они одинаковые по вели-
                                                                                чине.




                                                                                                       E
                                                                                                                      q ϕ0               Обедненный
                                                                                                               EC                           слой




                                                                                                                                                                   N
                                                                                                               EF




                                                                                        N
                                                                                                                      q ϕ0
                                                                                                               EV




                                                                                                                                                             E
           Рис. 47. Кнопки «Копировать» при работе с графиками и выражениями                                          n                       p
                                                                                  Рис. 5. Энергетическая диаграмма и концентрация носителей заряда в равновесном p-n–переходе
                                                                                    Как видно, для основных носителей заряда (дырок для p-области и электронов
   Переключение между отчетом и приложением C_V.exe легко осуществляется
                                                                                для n-области) существует потенциальный барьер высотой q ϕ 0 , для неосновных
при помощи панели задач Windows (рис. 48).
                                                                                же носителей потенциального барьера не существует, и они проходят через p-n–
                                                                                переход беспрепятственно. В отличие от перехода Шоттки, контактная разность
                                                                                потенциалов довольно легко рассчитывается:
          Рис. 48. Переключение между редактором отчета и приложением C_V.exe
                                                                                                                   N N
   После того, как отчет сформирован, его можно распечатать. Закрыть отчет                             qϕ 0 = kT ln D 2 A .
                                                                                                                    ni
можно с помощью команды меню или кнопки на панели инструментов (рис. 49).
                                                                                    Решая уравнение Пуассона можно получить распределение напряженности
                                                                                электрического поля и потенциала в p-n–переходе (рис. 6):
                                                                                                         q     ⎧ N D ( x + δ n ), для x < 0;
                                                                                                  E=           ⎨
                                                                                                       ε sε0   ⎩− N A ( x − δ p ), для x > 0.
                                                                                                    ⎧ q              x2                  q         1 2
                                                                                                    ⎪⎪− εε N D ( 2 + δ n x) + ϕn − εε N D 2 δ n ;
                                                                                                  ϕ=⎨        0                             0                        (3)
                                                                                                         q         x2                   q
                                                                                                     ⎪        N A ( 2 − δ p x) + ϕ p +       N A 12 δ 2p .
                                                                                                     ⎩⎪ εε 0                           εε 0
                                                                                   Из уравнения (3) можно рассчитать общую толщину обедненной области
                                Рис. 49. Закрытие отчета


                                               38                                                                                    7

Страницы