Изучение свойств p-n-переходов. Бабенко С.П. - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГТУ им. Баумана | Москва

Составители: 

Рубрика: 

атомное поле
а
ε
εε
ε
ρ
в котором электрон находится внутри полупроводника. Величина
к
~
10
6
В/м
существенно меньше напряженности атомных полей
a
~
10
8
В/м, поэтому поле объемного при-
контактного заряда не изменяет зонной структуры, а лишь смещает зоны соседних полупроводни-
ков (рис.3,
а
).В отсутствие внешнего напряжения уровни Ферми в обоих образцах совпадают, так
как образцы
n
- и
p
- типов образуют теперь единую систему. Вдали от
p–n
- перехода структура
зон остается неизменной, т.е. уровень
Ферми близок к зоне проводимости в
n
- области и к валентной зоне в
р
-
области. В таком случае неизбежно от-
носительное смещение зон полупро-
водников n
-
и p-типов.
При этом расстояние от уровня Ферми
до края валентной зоны
(Е
F
– E
2
)
и
края зоны проводимости
(E
1
- E
F
)
ме-
няется вдоль
p–n
-перехода (рис.З,
а
).
Это означает, что вдоль него меняется
концентрация свободных носителей
(рис.3,
б
) поскольку
она определяется
соотношениями
n=N
e
e
(-E
1
-E
F
)/kT
; p=N
v
e
(-E
F
-E
2
)/kT
где, N
e
, N
v
- объёмные плотности возможных состояний в зоне проводимости и в валентной зоне;
Е
1,
Е
2
– энергии краёв зоны проводимости и валентной зоны.
На рис.3,
в
приведена кривая изменения объёмного заряда в области p – n-перехода.
Выпрямляющие свойства p–n-перехода.
В силу непрерывного теплового движения в положении равновесия часть свободных носителей
пересекает p – n-переход. Основные носители (электроны в полупроводнике n –типа и дырки в по-
лупроводнике р-типа),пересекающие переход, создают ток I
0
одного направления. Неосновные
носители (дырки в полупроводнике n –типа и электроны в полупроводнике р-типа), пересекающие
переход ,создают ток I
H
противоположного направления. В отсутствии внешнего напряжения эти
токи равны по величине и полный ток через
p–n
-переход равен нулю, т.е.
J=J
0
- J
H
=0
.Поскольку
            ρ
            ε
атомное поле а   в котором электрон находится внутри полупроводника. Величина
                                                                                        6
                                                                                   к~10 В/м
                                                            8
существенно меньше напряженности атомных полей         a~10 В/м, поэтому поле объемного при-

контактного заряда не изменяет зонной структуры, а лишь смещает зоны соседних полупроводни-
ков (рис.3, а).В отсутствие внешнего напряжения уровни Ферми в обоих образцах совпадают, так
как образцы n - и p- типов образуют теперь единую систему. Вдали от p–n- перехода структура
зон остается неизменной, т.е. уровень
Ферми близок к зоне проводимости в
n- области и к валентной зоне в р -
области. В таком случае неизбежно от-
носительное смещение зон полупро-
водников n- и p-типов.
При этом расстояние от уровня Ферми
до края валентной зоны (ЕF – E2) и

края зоны проводимости (E1 - EF) ме-
няется вдоль p–n -перехода (рис.З, а).
Это означает, что вдоль него меняется
концентрация    свободных    носителей
(рис.3,б) поскольку она определяется
соотношениями



n=Nee(-E1-EF)/kT ; p=Nv e(-EF-E2)/kT

где, Ne , Nv - объёмные плотности возможных состояний в зоне проводимости и в валентной зоне;
Е1,Е2 – энергии краёв зоны проводимости и валентной зоны.
На рис.3,в приведена кривая изменения объёмного заряда в области p – n-перехода.


                            Выпрямляющие свойства p–n-перехода.
В силу непрерывного теплового движения в положении равновесия часть свободных носителей
пересекает p – n-переход. Основные носители (электроны в полупроводнике n –типа и дырки в по-
лупроводнике р-типа),пересекающие переход, создают ток I0 одного направления. Неосновные
носители (дырки в полупроводнике n –типа и электроны в полупроводнике р-типа), пересекающие
переход ,создают ток IH противоположного направления. В отсутствии внешнего напряжения эти
токи равны по величине и полный ток через p–n-переход равен нулю, т.е. J=J0 - JH=0.Поскольку

Страницы