Строение и свойства вещества. Изд. 2-е, переработанное. Розман Г.А. - 126 стр.

UptoLike

Составители: 

126
торые в результате тепловой флуктуации могут приобрести достаточную
энергию, чтобы преодолеть внешнее поле. Но таких «горячих» зарядов очень
мало, поэтому и говорят, что p-n-переход в рассматриваемом случае заперт.
Но, как ясно из предыдущих рассуждений, нагрев p-n-перехода разрушит
его запорное состояние. Так для германиевого p-n-перехода достаточно на-
греть кристалл до температуры 150
0
С, чтобы разрушить запорное состоя-
ние p-n-перехода. Отсюда следует очевидный практический совет: полупро-
водниковые устройства транзисторы, телевизоры и т.д., нельзя располагать
вблизи нагревательных устройств, на прямом пути солнечных лучей.
На рис. 52 представлена зонная схема p-n-перехода, находящегося в
запорном состоянии. При сравнении с равновесным состоянием p-n-пере-
хода (рис.50) обнаруживается изменение положения энергетических зон в
полупроводниках разной проводимости. Это есть результат воздействия
внешнего электрического поля на энергетические состояния: электронам
энергетически «выгодно» перейти из полупроводника p-типа в полупровод-
ник n-типа, такой переход приводит к уменьшению их энергии, так как пере-
ход совершается в более низкие энергетические состояния.
Случай 2. Пропускное состояние p-n-перехода.
Если внешнее электрическое поле приложено к p-n-переходу в на-
правлении, противоположном контактному полю, то состояние p-n-
перехода существенно изменяется по сравнению с его запорным состояни-
ем (рис. 53).
Уровни и зоны в полупроводнике p-типа оказываются существенно
ниже уровней и зон в полупроводнике n-типа (ср. с рис. 50), что символизи-
рует энергетическую выгодность движения электронов слева направо. Под
действием внешнего электрического поля такого направления основные но-
сители заряда в каждом полупроводнике приобретают направленное движе-
ние к границе соприкосновения полупроводников. Область перехода обога-
щается носителями заряда, что эквивалентно уменьшению омического со-
противления. В результате этого ток через p-n-переход, - пропускной ток
будет возрастать с увеличением внешнего электрического поля по сложно-
му закону, отличному от закона Ома (на рис. 51 вольт-амперная характерис-
тика пропускного тока изображена участком ОВ). Объективной характерис-
тикой p-n-перехода является коэффициент усиления, который определяется
как отношение пропускного тока к запорному. Обычно он имеет величину
порядка 10
9
, т.е. p-n - переход практически обладает односторонней прово-
димостью. И в этом его основное применение как выпрямителя переменно-
го тока (кристаллический диод). Очевидны и физические, и экономические
преимущества кристаллического диода перед вакуумным: значительные
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
       торые в результате тепловой флуктуации могут приобрести достаточную
       энергию, чтобы преодолеть внешнее поле. Но таких «горячих» зарядов очень
       мало, поэтому и говорят, что p-n-переход в рассматриваемом случае заперт.
       Но, как ясно из предыдущих рассуждений, нагрев p-n-перехода разрушит
       его запорное состояние. Так для германиевого p-n-перехода достаточно на-
       греть кристалл до температуры 1500 С, чтобы разрушить запорное состоя-
       ние p-n-перехода. Отсюда следует очевидный практический совет: полупро-
       водниковые устройства – транзисторы, телевизоры и т.д., нельзя располагать
       вблизи нагревательных устройств, на прямом пути солнечных лучей.
             На рис. 52 представлена зонная схема p-n-перехода, находящегося в
       запорном состоянии. При сравнении с равновесным состоянием p-n-пере-
       хода (рис.50) обнаруживается изменение положения энергетических зон в
       полупроводниках разной проводимости. Это есть результат воздействия
       внешнего электрического поля на энергетические состояния: электронам
       энергетически «выгодно» перейти из полупроводника p-типа в полупровод-
       ник n-типа, такой переход приводит к уменьшению их энергии, так как пере-
       ход совершается в более низкие энергетические состояния.
             Случай 2. Пропускное состояние p-n-перехода.
             Если внешнее электрическое поле приложено к p-n-переходу в на-
       правлении, противоположном контактному полю, то состояние p-n-
       перехода существенно изменяется по сравнению с его запорным состояни-
       ем (рис. 53).
             Уровни и зоны в полупроводнике p-типа оказываются существенно
       ниже уровней и зон в полупроводнике n-типа (ср. с рис. 50), что символизи-
       рует энергетическую выгодность движения электронов слева направо. Под
       действием внешнего электрического поля такого направления основные но-
       сители заряда в каждом полупроводнике приобретают направленное движе-
       ние к границе соприкосновения полупроводников. Область перехода обога-
       щается носителями заряда, что эквивалентно уменьшению омического со-
       противления. В результате этого ток через p-n-переход, - пропускной ток –
       будет возрастать с увеличением внешнего электрического поля по сложно-
       му закону, отличному от закона Ома (на рис. 51 вольт-амперная характерис-
       тика пропускного тока изображена участком ОВ). Объективной характерис-
       тикой p-n-перехода является коэффициент усиления, который определяется
       как отношение пропускного тока к запорному. Обычно он имеет величину
       порядка 109, т.е. p-n - переход практически обладает односторонней прово-
       димостью. И в этом его основное применение как выпрямителя переменно-
       го тока (кристаллический диод). Очевидны и физические, и экономические
       преимущества кристаллического диода перед вакуумным: значительные
                                                                             126




PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com