Основы полупроводниковой электроники. Яровой Г.П - 48 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

95
До появления инжектированных носителей р- и n-области
были нейтральными, т.е. в каждом малом объеме любой об-
ласти, находящейся за пределами р−n-перехода, сумма поло-
жительных и отрицательных зарядов равнялась нулю. При
подаче прямого напряжения в обеих областях возникают ин-
жектированные носители, которые представляют собой объ-
емный заряд определенного знака. Эти заряды создают элек-
трическое поле, которое в случае положительного заряда при-
тягивает к нему электроны, а в случае отрицательного − дыр-
ки. В результате происходит компенсация объемных зарядов.
Однако перемещение компенсирующих зарядов создает их
недостаток в тех областях, откуда они ушли. Этот недостаток
восполняется дополнительными носителями зарядов из выво-
да, присоединенного к внешнему источнику напряжения.
Очевидно, что количество вошедших для компенсации основ-
ных носителей равно количеству неосновных носителей, ин-
жектированных через р−n-переход в соответствующие облас-
ти. В этом случае как основные, так и неосновные носители
заряда являются неравновесными, поскольку их концентрация
отличается от концентрации в термодинамическом равнове-
сии. Время установления процесса компенсации определяется
временем диэлектрической релаксации
τ
~10
-12
с. Итак, при
инжекции неосновных носителей заряда в однородный полу-
проводник его электронейтральность сохраняется (за исклю-
чением области р−n-перехода). Это условие называется усло-
вием квазинейтральности.
Определим закон изменения концентрации неосновных
носителей по мере удаления от р−n-перехода. Обратимся вна-
чале к состоянию равновесия. В этом случае
kT
n
kT
E
Cp
eneNn
KC
ϕϕ
−
+
−
==
00
. (5.21)
96
Рис. 5.4. Распределение основных и неосновных носителей
заряда в p−n-переходе в равновесном состоянии
(сверху) и при приложении внешнего напряжения в
прямом (в центре) и обратном (снизу) направлениях
Если к р−n-переходу приложено прямое напряжение U, то
высота барьера для электронов, диффундирующих из n- в p-
область, и для дырок, диффундирующих в противоположном
направлении, понижается на величину еU. Таким образом,
концентрация электронов на границе объемного заряда p-
области увеличится в )exp(
kTeU
раз и будет равна
T
U
ppp
enxn
ϕ
0
)( =− . (5.22)
Аналогично, для концентрации дырок имеем выражение
T
U
nnn
epxp
ϕ
0
)( = . (5.23)

Страницы