ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
3
1. Работа №1. Изучение свойств электронно-дырочного перехода
Цель работы
– изучение физики работы электронно-дырочного перехода
при различных температурах на примере плоскостного диода.
1.1. Основные определения
Полупроводниковый диод
– это прибор с одним выпрямляющим
электрическим переходом и двумя внешними выводами, в котором исполь-
зуется то или иное свойство выпрямляющего перехода. В качестве послед-
него в полупроводниковых диодах могут быть электронно-дырочный пе-
реход, гетеропереход или контакт металл – полупроводник.
Обычно полупроводниковые диоды имеют несимметричные элек-
тронно-дырочные переходы. Поэтому при
прямом включении диода коли-
чество неосновных носителей, инжектированных из сильнолегированной
области в слаболегированную область, значительно больше, чем количест-
во неосновных носителей, переходящих в противоположном направлении.
В соответствии с общим определением, область полупроводникового дио-
да, в которую происходит инжекция неосновных для этой области носите-
лей, называют базой
диода. Таким образом, в диоде базовой областью яв-
ляется слаболегированная область.
Характеристической длиной
для диода является наименьшая из двух
величин, определяющая свойства и характеристики диода: диффузионная
длина неосновных носителей в базе или толщина базы.
Плоскостным
называют диод, линейные размеры которого, опреде-
ляющие площадь выпрямляющего перехода, значительно больше характе-
ристической длины.
Точечным
называют диод, у которого линейные размеры, опреде-
ляющие площадь выпрямляющего перехода, значительно меньше характе-
ристической длины.
1.2. Потенциальный барьер в p-n переходе
Рассмотрим процесс установления термодинамического равновесия в
несимметричном p-n переходе с резким изменением типа проводимости на
границе и получим выражение для контактной разности потенциалов.
Обозначим концентрацию дырок в дырочной области р
р
, концентра-
цию электронов в электронной области n
n
(основные носители), концен-
трацию дырок в электронной области p
n
, концентрацию электронов в ды-
рочной области n
p
(неосновные носители), толщину области объемного за-
ряда d, площадь p-n перехода S.
В невырожденных, но достаточно сильно легированных полупро-
водниках концентрации электронов в полупроводниках n – типа и дырок в
3
1. Работа №1. Изучение свойств электронно-дырочного перехода
Цель работы – изучение физики работы электронно-дырочного перехода
при различных температурах на примере плоскостного диода.
1.1. Основные определения
Полупроводниковый диод – это прибор с одним выпрямляющим
электрическим переходом и двумя внешними выводами, в котором исполь-
зуется то или иное свойство выпрямляющего перехода. В качестве послед-
него в полупроводниковых диодах могут быть электронно-дырочный пе-
реход, гетеропереход или контакт металл – полупроводник.
Обычно полупроводниковые диоды имеют несимметричные элек-
тронно-дырочные переходы. Поэтому при прямом включении диода коли-
чество неосновных носителей, инжектированных из сильнолегированной
области в слаболегированную область, значительно больше, чем количест-
во неосновных носителей, переходящих в противоположном направлении.
В соответствии с общим определением, область полупроводникового дио-
да, в которую происходит инжекция неосновных для этой области носите-
лей, называют базой диода. Таким образом, в диоде базовой областью яв-
ляется слаболегированная область.
Характеристической длиной для диода является наименьшая из двух
величин, определяющая свойства и характеристики диода: диффузионная
длина неосновных носителей в базе или толщина базы.
Плоскостным называют диод, линейные размеры которого, опреде-
ляющие площадь выпрямляющего перехода, значительно больше характе-
ристической длины.
Точечным называют диод, у которого линейные размеры, опреде-
ляющие площадь выпрямляющего перехода, значительно меньше характе-
ристической длины.
1.2. Потенциальный барьер в p-n переходе
Рассмотрим процесс установления термодинамического равновесия в
несимметричном p-n переходе с резким изменением типа проводимости на
границе и получим выражение для контактной разности потенциалов.
Обозначим концентрацию дырок в дырочной области рр, концентра-
цию электронов в электронной области nn (основные носители), концен-
трацию дырок в электронной области pn, концентрацию электронов в ды-
рочной области np (неосновные носители), толщину области объемного за-
ряда d, площадь p-n перехода S.
В невырожденных, но достаточно сильно легированных полупро-
водниках концентрации электронов в полупроводниках n – типа и дырок в
