Электрические параметры биполярных и полевых структур. Петров Б.К - 26 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

26
где I
n
(x″
э
) – электронный инжекционный ток через границу эмиттерного
p-n-перехода х″
э
с p-базой , I
p
(x′
э
) – дырочный инжекционный ток через границу
эмиттерного p-n-перехода х′
э
с квазинейтральным n-эмиттером , I
rpn
– ток
рекомбинации электронов и дырок внутри эмиттерного p-n-перехода (х′
э
<x<x
э
″)
(рис. 2).
Ток рекомбинации I
rpn
при средних и высоких плотностях эмиттерного
тока описывается формулой , полученной для токов рекомбинации в p-n-
переходе кремниевого диода [2]:
kT
qU
nэpкэ
nэpn э p
pn
inэ p
rpn
nэp
e
Uq
kTULnqS
I
2
00
)(
)(
−
−
−−−
−
=
ϕ
ττ
, (5)
где S
эp-n
– площадь эмиттерного p-n-перехода шириной L
эp-n
(U
э p-n
)=x
1
″-x
1
′
при напряжении на p-n-переходе U
эp-n
; ϕ
кэ
≈ 0,80÷0,85 В – к.р.п. в переходе; τ
n0
и
τ
p0
– времена жизни электронов в сильнолегированном полупроводнике p-типа
и дырок в сильнолегированном полупроводнике n-типа с заданной
концентрацией рекомбинационных центров N
t
(внутри эмиттерного перехода).
Поскольку токи I
n
(x
э
″) и I
p
(x
э
″) зависят от напряжения U
эp-n
, как будет
показано ниже, по закону
kT
qU
эn
nэp
exI
−
′′
~)( ,
kT
qU
эp
nэp
exI
−
′
~)( , то при больших
смещениях U
э p-n
токами
kT
qU
nrp
тэз
eI
2
~
−
−
можно пренебречь.
Электронный ток эмиттера находится следующим образом [1-3]. Запишем
выражение для электронного тока в p-базе в одномерном приближении в виде
суммы дрефовой и диффузионной составляющих :
dx
dn
SxqDxpxExqSxI
n э pn б nnэ pn −−
−= )()()()()( µ , (6)
где µ
n
(x), D
n
(x) – подвижность и коэффициент диффузии электронов в
точке х базы ; E
б
(x) – встроенное поле в p-базе, обусловленное неоднородным
распределением результирующей примеси N
a
(x)-N
d
(x). Выражение для E(x)
находим из условия, что в тепловом равновесии, т.е. при U
эб
=0, U
кб
=0,
дырочный ток I
p
(x) в каждой точке базы равен нулю :
0
)(
)()()()()( =−=
−−
dx
xdp
SxqDxpxExqSxI
n э ppб pnэ pp
µ . (7)
Следовательно, встроенное поле в p-базе E(x), обусловленное
необходимостью компенсировать диффузионные потоки дырок из точки
максимума x
m
на кривой N
a
(x)-N
d
(x)=f(x) (см . рис. 2) к краям базы х
э
′ и х′
к
,
будет равно
))(ln(
)(
)(
1
)(
)(
)( xp
dx
d
q
kT
dx
xdp
xpx
xD
xE
p
p
б
==
µ
. (8) 
                                                      26

       гд е In (x″ э ) – э лектронны й инж екционны й ток через границу э м иттерного
p-n-переход а х″э сp-базой , Ip (x′ э ) – д ы рочны й инж екционны й ток через границу
э м иттерног о p-n-переход а х′э с квазиней тральны м n-э миттером , Irpn – ток
реком бинации э лектронови д ы рок внутри э м иттерного p-n-переход а (х′э

Страницы