Нестационарные и релаксационные процессы в полупроводниках. Устюжанинов В.Н - 26 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВлГУ | Владимир

Составители: 

Рубрика: 

26
равновесия, соответствующего уровню инжекции неосновных носителей в
базовую область через p-n переход. Это упрощает анализ переходных
процессов, позволяя, в частности, отдельно исследовать процессы в
области малых и больших времен. При коротких внешних воздействиях,
когда
pe
τ<τ , за время действия, например, импульса электрического
смещения электронная система в области базы не успевает достичь
стационарного состояния, что отражается в соответствующих изменениях
амплитуды и формы переходных токов и напряжений.
На рис. 2.3. представлена графическая интерпретация процессов при
воздействии длинного импульса прямого тока (а) и напряжения (б) на диод
с толстой базой, находящийся в нейтральном исходном состоянии.
Импульс прямого тока вызывает увеличение концентрации НН в области
базы таким образом, что градиент концентрации на границе p-n перехода
остается постоянным, зависящим от режима работы цепи смещения
(рис. 2.3,а вид 1).
pp
x
RSqD
U
qD
j
dx
dp
−=−=
=0
, (2.2)
где j – плотность переходного тока; q – заряд электрона;
p
D – коэффициент диффузии НН (дырок); S - площадь p-n перехода;
U – амплитуда импульса прямого смещения; R – суммарное сопротивление
цепи. При этом предполагается, что импульс тока имеет ступенчатую
форму. В этих условиях по мере увеличения граничной концентрации НН
от начального
n
p до максимального
max1
p значения напряжение на p-n
переходе
pn
U возрастает по закону (рис. 2.3,а вид 3).
ϕ=
n
Tpn
p
p
U
1
ln , (2.3)
где
1
p – мгновенное значение концентрации НН на границе p-n перехода
(х=0);
qkT
Т
/=
ϕ
- тепловой потенциал; k - постоянная Больцмана.
Скорость нарастания и соответственно длительность этого процесса
определяются постоянной времени, равной времени жизни
p
τ
неосновных
носителей в области базы.
Падение напряжения на базовой области
б
U обусловлено величиной
переходного тока и сопротивлением базы. По мере увеличения
концентрации НН проводимость базы возрастает, что сопровождается
уменьшением распределенного сопротивления базы и соответственно
падения напряжения
б
U
в области больших времен (рис. 2.3,а вид 4).

Страницы