Физические основы электроники. Глазачев А.В - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

А.В. Глазачев, В.П. Петрович. Физические основы электроники. Конспект лекций
16
чением p–n-перехода (или прямым смещением p–n-перехода). Тогда напряженность электрического
поля внешнего источника
вн
E будет направлена навстречу напряженности поля потенциального барь-
ера
E
и, следовательно, приведет к снижению результирующей напряженности
рез
E :
внрез
EEE
-
=
. (1.14)
Это приведет, в свою очередь, к снижению высоты потенциального барьера и увеличению количества
основных носителей, диффундирующих через границу раздела в соседнюю область, которые образуют
так называемый прямой ток p–n-перехода. При этом вследствие уменьшения тормозящего, отталки-
вающего действия поля потенциального барьера на основные носители, ширина запирающего слоя
d
уменьшается (
d
<
d
¢
) и, соответственно, уменьшается его сопротивление.
По мере увеличения внешнего напряжения прямой ток p–n-перехода возрастает. Основные носи-
тели после перехода границы раздела становятся неосновными в противоположной области полупро-
водника и, углубившись в нее, рекомбинируют с основными носителями этой области, но, пока подклю-
чен внешний источник, ток через переход поддерживается непрерывным поступлением электронов из
внешней цепи в n-область и уходом их из p-области во внешнюю цепь, благодаря чему восстанавливает-
ся концентрация дырок в p-области.
Введение носителей заряда через
p–n-переход при понижении высоты
потенциального барьера в область по-
лупроводника, где эти носители явля-
ются неосновными, называют инжек-
цией носителей заряда.
При протекании прямого тока из
дырочной области р в электронную
область n инжектируются дырки, а из
электронной области в дырочную –
электроны.
Инжектирующий слой с относи-
тельно малым удельным сопротивле-
нием называют эмиттером; слой, в
который происходит инжекция неос-
новных для него носителей заряда, – базой.
На рис. 1.16 изображена зонная энергетическая диаграмма, соответствующая прямому смеще-
нию p–n-перехода.
Если к р-n-переходу подключить
внешний источник с противоположной по-
лярностью «–» к области p-типа, «+» к об-
ласти n-типа (рис. 1.17), то такое подклю-
чение называют обратным включением p–n-
перехода (или обратным смещением p–n-
перехода).
В данном случае напряженность элек-
трического поля этого источника
вн
E будет
направлена в ту же сторону, что и напря-
женность электрического поля
E
потенци-
ального барьера; высота потенциального
барьера возрастает, а ток диффузии основ-
ных носителей практически становится рав-
ным нулю. Из-за усиления тормозящего,
отталкивающего действия суммарного элек-
трического поля на основные носители за-
ряда ширина запирающего слоя
d
увеличи-
вается (
d
>
d
¢
¢
), а его сопротивление резко
возрастает.
вн
qU
(
)
к
Uq
-
j
D
(
)
к
Uq
-
j
D
p
W
п
p
W
в
n
W
п
n
W
в
n
F
W
p
F
W
Рис. 1.16.
Зонная диаграмма прямого смещения
p–n-
перехода,
иллюстрирующая дисбаланс токов
E
x
к
j
D
j
-
вн
E
дрn
J
-
дрp
J
вн
к
U
+
j
D
вн
U
+
-
j
+
d
¢
¢
d
Рис. 1.17.
Обратное смещение
p–n
-
перехода

Страницы