Составители:
Рубрика:
барьер, возникший в контакте полупроводника с металлом, называется
барьером Шоттки.
Вследствие значительно меньшей концентрации электронов в
полупроводнике практически вся разность потенциалов приходится на
прикатодную область полупроводника, в которой возникает
положительно заряженный слой толщины d, обедненный свободными
электронами и, следовательно, обладающий высоким сопротивлением.
Этот слой называется запирающим (или блокирующим) слоем.
Энергетическая диаграмма
контакта в равновесии показана на рис. 29 в.
Для определения характера изменения потенциала в запирающем слое
воспользуемся уравнением Пуассона, связывающим изменение
потенциала ϕ (x) вдоль направления х, перпендикулярного плоскости
контакта, и объемную плотность заряда ρ(x):
d
2
ϕ/dx
2
= - ρ(x)/ε
0
ε (56)
Поскольку из обедненного слоя практически все электроны ушли в
металл, а при обычных температурах (Т > T
s
) все атомы примеси
ионизированы, то ρ = eN
d
.
При x > d контактное поле в полупроводнике отсутствует. Отсюда
вытекатют граничные условия: ϕ(d) = 0, (dϕ/dx)
x=d
= 0. Интегрируя
уравнение (56) с таким граничным условием, получаем:
ϕ(x) = e
2
N
d
(d – x)/ε
0
ε, (57)
где е –заряд электрона. При х = 0 ϕ равно контактной разности
потенциалов V
k
. Следовательно
___________
d = √2ε
0
ε V
k
/(e
2
N
d
) (58)
Для Ge (N
d
~ 10
21
м
– 3
, ε = 10, V
k
= 1 B ) получим: d ~ 10
–6
м = 1 мкм
= 1000 нм. Таким образом, число «оголенных» слоев полупроводника N
0
~
1000.
В состоянии равновесия поток электронов, переходящих из
полупроводника в металл, равен встречному потоку электронов,
переходящих из металла в полупроводник. Равновесная плотность потока
(i
s
) определяется выражением: i
s
= ¼ en<v
n
>, где n ~ N
d
концентрация
электронов в полупроводнике, <v
n
> - средняя скорость теплового
движения электронов в полупроводнике.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 57
- 58
- 59
- 60
- 61
- …
- следующая ›
- последняя »
