Физические основы электроники. Глазачев А.В - 24 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

А.В. Глазачев, В.П. Петрович. Физические основы электроники. Конспект лекций
24
Ширина энергетических зон
различных полупроводников раз-
лична. Поэтому на границе раздела
двух полупроводников получается
обычно разрыв дна проводимости.
Разрыв дна зоны проводимости оп-
ределяется различием энергий срод-
ства к электрону двух контакти-
рующих полупроводников (энергия
сродства к электрону – разница
энергий потолка верхней свободной
зоны и дна проводимости).
В результате разрывов дна
зоны проводимости и потолка ва-
лентной зоны высота потенциаль-
ных барьеров для электронов и
дырок в гетеропереходе оказывает-
ся различной. Это является осо-
бенностью гетеропереходов, обу-
словливающей специфические
свойства гетеропереходов в отли-
чие p–n-переходов, которые формируются в монокристалле одного полупроводника.
Если вблизи границы раздела двух полупроводников, образующих гетеропереход, возникают
обедненные основными носителями слои, то основная часть внешнего напряжения, приложенного к
структуре с гетеропереходом, будет падать на обедненных слоях. Высота потенциального барьера
для основных носителей заряда будет изменяться: уменьшается при полярности внешнего напряже-
ния, противоположной полярности контактной разности потенциалов, и увеличивается при совпаде-
нии полярностей внешнего напряжения и контактной разности потенциалов. Таким образом, гетеро-
переходы могут обладать выпрямляющим свойством.
Из-за различия по высоте потенциальных барьеров для электронов (ПБЭ) и дырок (ПБД) пря-
мой ток через гетеропереход связан в основном с движением носителей заряда только одного знака.
Поэтому гетеропереходы могут быть как инжектирующими неосновные носители заряда
(рис. 1.26, а), так и неинжектирущими (рис. 1.26, б). Инжекция неосновных носителей заряда проис-
ходит всегда из широкозонного в узкозонный полупроводник. В гетеропереходах, образованных по-
лупроводниками одного типа электропроводности, выпрямление происходит без инжекции неоснов-
ных носителей заряда.
1.7.9. Свойства омических переходов
Основное назначение омических переходов – электрическое соединение полупроводника с ме-
таллическими токоведущими частями полупроводникового прибора. Омических переходов в полу-
проводниковых приборах больше, чем выпрямляющих. Случаи производственного брака и отказов
работы полупроводниковых приборов из-за низкого качества омических переходов довольно часты.
При разработке полупроводниковых приборов создание совершенных омических переходов нередко
требует больших усилий, чем создание выпрямляющих переходов.
Омический переход имеет меньшее отрицательное влияние на параметры и характеристики по-
лупроводникового прибора, если выполняются следующие условия:
· если вольт-амперная характеристика омического перехода линейна, т.е. омический переход
действительно является омическим;
· если отсутствует инжекция неосновных носителей заряда через омический переход в приле-
гающую область полупроводника и накопление неосновных носителей в омическом переходе или
вблизи него;
· при минимально возможном падении напряжения на омическом переходе, т.е. при минималь-
ном его сопротивлении.
1
p
1
n
F
W
к
j
D
q
ПБЭ
ПБД
1
n
2
n
к
j
D
q
a б
W
Рис. 1.26. Зонные энергетические диаграммы гетеропереходов:
выпрямляющий гетеропереход между полупроводниками p- и n-типа
с преимущественной инжекцией электронов в узкозонный полупроводник (а);
выпрямляющий гетеропереход между полупроводниками n-типа
без инжекции неосновных носителей заряда (б)

Страницы