Основы полупроводниковой электроники. Яровой Г.П - 51 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

101
Учитывая стационарность решения, уравнение (5.33)
можно записать в виде:
0
0
2
2
=
−
−
pp
nn
D
pp
dx
pd
τ
. (5.36)
Решая это уравнение с граничными условиями (5.35), по-
лучим:
p
n
T
L
xx
U
nnn
eeppp
−
−
−=− )1(
00
ϕ
, (5.37)
где
ppp
DL
τ=
− так называемая диффузионная длина ды-
рок.
В результате при x=x
n
плотность дырочного тока равна
)1(
0
−=
∂
∂
=
=
T
n
U
p
np
xx
n
pp
e
L
peD
x
p
eDJ
ϕ
. (5.38)
Аналогично, рассматривая p-область, найдем плотность
электронного тока:
)1(
0
−=
∂
∂
=
−=
T
p
U
n
pn
xx
p
nn
e
L
neD
x
n
eDJ
ϕ
. (5.39)
Общий ток через переход равен сумме электронной (5.39)
и дырочной (5.38) составляющих:
.
),1(
00
p
np
n
pn
S
U
Spn
L
peD
L
neD
J
eJJJJ
T
+=
−=+=
ϕ
(5.40)
Первое выражение в (5.40) представляет собой известную
формулу Шокли, описывающую вольт-амперную
характеристику идеального диода ("диодная
характеристика"). Второе соотношение в (5.40) определяет
ток насыщения обратно-смещенного p−n-перехода.
102
Рис. 5.6. Обозначение и вольт-амперная характеристика
идеального диода
5.6. Диффузионная емкость p−n-перехода
Когда частота внешнего сигнала превышает предельную
частоту f
np
=l/
p
τ
, проводимость р−n-перехода в прямом на-
правлении становится комплексной и выражение (5.40) для
вольт-амперной характеристики теряет смысл. В этом случае
градиент концентрации неосновных носителей, а следова-
тельно, ток и неравновесный заряд не успевают достигнуть
установившихся значений за период колебаний T=1/f, так как
Т<<
p
τ
.
Зависимость диффузионной проводимости р−n-перехода
от частоты была впервые получена Шокли при следующих
предположениях.
1. Рассматривается одномерная модель без учета рекомби-
нации в р-n-переходе.
2. Сопротивление R
s
однородных областей р и п считается
равным нулю, т.е. все внешнее напряжение приложено к р−п-
переходу.

Страницы