Физические основы электроники. Глазачев А.В - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

А.В. Глазачев, В.П. Петрович. Физические основы электроники. Конспект лекций
13
dx
dn
qDJ
nn
=
диф
, (1.9)
где
n
D – коэффициент диффузии электронов,
dx
dn
– градиент концентрации электронов.
Заряд дырок положителен, вследствие этого направление вектора плотности диффузионного
тока дырок должно совпадать с направлением их диффузии, т.е. противоположно направлению век-
тора градиента концентрации дырок. Следовательно, в правой части должен сохраниться знак минус:
dx
dp
qDJ
pp
-=
диф
. (1.10)
где
p
D – коэффициент диффузии дырок,
dx
dp
– градиент концентрации дырок.
Полная плотность диффузионного тока, обусловленная направленным перемещением носите-
лей электрического заряда из мест с большей концентрацией в места, где их концентрация меньше,
определяется как
÷
ø
ö
ç
è
æ
-=
dx
dp
D
dx
dn
DqJ
pnдиф
. (1.11)
Одновременно с процессом диффузии носителей происходит процесс их рекомбинации. Поэто-
му избыточная концентрация уменьшается в направлении от места источника этой избыточной кон-
центрации.
Расстояние, на котором при одномерной диффузии в полупроводнике без электрического поля
в нем избыточная концентрация носителей заряда уменьшается в результате рекомбинации в
e
раз,
называется диффузионной длиной
L
. Иначе, это расстояние, на которое диффундирует носитель за
время жизни.
Диффузионная длина
L
связана со временем жизни носителей соотношениями
nnn
DL t= ;
ppp
DL t= , (1.12)
где
n
t
и
p
t
– время жизни электронов и дырок, соответственно.
1.7. Электрические переходы
Электрическим переходом в полупроводнике называется граничный слой между двумя облас-
тями, физические характеристики которых имеют существенные физические различия.
Различают следующие виды электрических переходов:
§ электронно-дырочный, или p–n-переход – переход между двумя областями полупроводника,
имеющими разный тип электропроводности;
§ переходы между двумя областями, если одна из них является металлом, а другая полупровод-
ником p- или n-типа (переход металл – полупроводник);
§ переходы между двумя областями с одним типом электропроводности, отличающиеся значе-
нием концентрации примесей;
§ переходы между двумя полупроводниковыми материалами с различной шириной запрещен-
ной зоны (гетеропереходы).
1.7.1. Электронно-дырочный переход
Работа целого ряда полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов, тиристоров и др.) ос-
нована на явлениях, возникающих в контакте между полупроводниками с разными типами проводи-
мости, либо в точечном контакте полупроводника с металлом. Граница между двумя областями мо-
нокристалла полупроводника, одна из которых имеет электропроводность типа p, а другая – типа n
называется электронно-дырочным переходом. Концентрации основных носителей заряда в областях p
и n могут быть равными или существенно отличаться.
P–n-переход, у которого концентрации дырок и электронов практически равны
донакц
NN
»
,
называют симметричным. Если концентрации основных носителей заряда различны (
донакц
NN
>>
или
донакц
NN
<<
) и отличаются в
1000100K
раз, то такие переходы называют несимметричными.

Страницы