Материаловедение и материалы электронных средств. Фролова Т.Н. - 39 стр.

где k = 1,38·10-23 Дж·К-1 – постоянная Больцмана; T – температура, К; pp0,
pn0 – концентрации дырок в p и n слоях, м-3; nn0, np0 – концентрации элек-
тронов в n и p слоях, м-3; ρi, ρn, ρp – удельные сопротивления соответствен-
но собственного полупроводника n и p слоев, Ом·м; b = μn/μp – отношение
подвижностей электронов и дырок.
      Высота потенциального барьера при прямом смещении p-n перехода
уменьшается
                                Vк = Vк 0 − U , В,                     (4.32)
при обратном смещении увеличивается
                          Vк = Vк 0 + U , В,                           (4.33)
где U – приложенное напряжение между p и n слоями, В.
       Вольтамперная характеристика идеального p-n-перехода имеет вид
                                     ⎛    ⎛ eV ⎞ ⎞
                             I = I 0 ⎜ exp⎜ к ⎟ − 1⎟ , А,         (4.34)
                                     ⎝    ⎝ kT  ⎠ ⎠
где I0 – тепловой ток (ток насыщения), А,
                                  ⎛ eD p pn0 eDn n p 0 ⎞
                            I0 = ⎜            +        ⎟S ,       (4.35)
                                  ⎜ Lp            L    ⎟
                                  ⎝                n   ⎠
где Dp, Dn – коэффициенты диффузии дырок и электронов, м2·с-1; pn0, np0 –
равновесные концентрации дырок и электронов в n и p слоях, м-3; S – пло-
щадь перехода, м2; Lp, Ln – диффузионные длины дырок и электронов, м,
                                L p ( n) = D p (n) τ p ( n) ,          (4.36)
где τp, τn – время жизни дырок и электронов соответственно, с.
       Барьерная емкость p-n перехода
                                     εε 0 S   Vк 0
                           СБ =                      , Ф,              (4.37)
                                      l0    Vк 0 − U
где ε0 = 8,85·10-12 Ф·м-1 – диэлектрическая проницаемость вакуума; ε – от-
носительная диэлектрическая проницаемость материала; U – приложенное
обратное напряжение, В; l0 – равновесная ширина перехода
                           2εε 0Vк 0 ⎛ 1   1 ⎞⎟
                         l0 =        ⎜   +
                               e     ⎜N    N  ⎟ , м,         (4.38)
                                     ⎝ д     а⎠
где Nд, Nа – концентрации донорных и акцепторных примесей в
n и p слоях, м-3.
       При прямом смещении емкость перехода обусловлена в основном
диффузионной емкостью, которая на низких частотах равна


                                           39