Нестационарные и релаксационные процессы в полупроводниках. Устюжанинов В.Н - 24 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВлГУ | Владимир

Составители: 

Рубрика: 

24
Ферми-Дирака. Зонная диаграмма идеализированного p-n перехода в
исходном состоянии представлена на рис. 2.2. На ней условно показано
изменение концентрации основных и неосновных носителей в каждой
области.
В стационарном состоянии соотношение между концентрациями
основных и неосновных носителей для каждой области подчиняется
закономерности, вытекающей из статистики Ферми-Дирака, pnn
i
=
2
, где
i
n – концентрация носителей в собственном (беспримесном)
полупроводнике при заданной абсолютной температуре Т;
p
- концентрация дырок; n - концентрация электронов. Для узкозонных
полупроводников, включая кремний, при комнатной температуре
происходит полная ионизация акцепторных и донорных примесей.
Поэтому для дырочного полупроводника концентрация основных
носителей равна концентрации акцепторных примесей
a
Np = , для
электронного
d
Nn = . При известных концентрациях примесей в p и n-
областях соответствующие концентрации неосновных носителей
aip
Nnn
2
= ,
din
Nnp
2
= . (2.1)
Учитывая значение
316
м105,1
−
⋅=
i
n при Т=300 К для кремния, из
(2.1) получаем
dnap
NpNn
3232
1025,2,1025,2 ⋅=⋅= ,
т.е. при рассматриваемых концентрациях примесей в p и n-областях
стационарные концентрации неосновных носителей
p
n и
n
p
пренебрежимо малы по сравнению с концентрациями основных носителей
nnpp
nppn <<<< ,
.
Указанные особенности в сочетании с признаками резкого p-n
перехода (
np
np >> ) позволяют рассматривать нестационарные
(переходные) токи в плоскости p-n перехода как образованные носителями
одного типа, являющимися неосновными для области базы.
Действительно, для резкого p-n перехода коэффициент инжекции,
определяемый соотношением плотностей токов j основных и неосновных
носителей через p-n переход,
1≈
+
=
+
=γ
np
p
np
p
np
p
jj
j
.
Из условия γ=1 следует, что переходный ток является дырочным и
определяется поведением неосновных носителей – дырок в области базы.
При
np
np >>
переходные токи в цепи p-n перехода не сопровождаются

Страницы