Основы полупроводниковой электроники. Яровой Г.П - 66 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

131
n-область (переходы1) и из n- в p-область (переходы 2). Поток
1 создает обратный туннельный ток. В отсутствие внешнего
поля эти токи равны, и результирующий ток через переход
равен нулю. При приложении к p–n-переходу обратного сме-
щения перекрытие зон увеличивается (рис. 8.1, б), вследствие
чего число электронов, переходящих из p-области в n-
область, оказывается больше числа электронов, переходящих
из n- области в p-область, и в переходе возникает обратный
ток, увеличивающийся с ростом обратного смещения.
При подаче на переход прямого смещения степень пере-
крытия зон уменьшается, вследствие чего поток элек-
тронов из
n-области в p-область начинает превышать поток электронов
из p-области в n-область, и в переходе возникает прямой тун-
нельный ток (рис. 8.1, в), растущий с увеличением прямого
смещения. Максимального значения этот ток достигает при
таком смещении, когда дно зоны проводимости n-области
располагается на одном уровне с уровнем Ферми p-области.
При дальнейшем росте прямого смещения число заня-
тых состояний
n-области, лежащих против свободных состояний p-области,
уменьшается, что вызывает уменьшение числа переходов
электронов из n-области в p-область и, как следствие этого,
уменьшение прямого тока. Прямой ток достигает минималь-
ного значения при таком смещении, при котором дно зоны
проводимости n-области располагается на одной высоте с
вершиной валентной зоны p-области (рис. 8.1, г).
Дальнейшее увеличение прямого смещения вызывает
инжекцию неосновных носителей заряда, как в обычном дио-
де, и появление в p−n-переходе диффузионного тока, расту-
щего по экспоненте с ростом прямого смещения (рис. 8.1, д).
Из рис. 8.1, д видно, что основной особенностью вольт-
амперной характеристики туннельных диодов является нали-
чие падающего участка, на котором диод обладает отрица-
тельным дифференциальным сопротивлением. Это свойство
туннельных диодов позволяет использовать их для генериро-
132
вания электромагнитных колебаний, а также в качестве пере-
ключателей, смесителей. Так как в области туннельных токов
время накопления и рассасывания неосновных носителей у
этих диодов очень мало, то они обладают более совершенны-
ми частотными характеристиками и быстродей-ствием по
сравнению с обычными диодами.
8.2. Диоды Ганна
В сильных электрических полях подвижность носителей
заряда начинает зависеть от напряженности приложенного
поля:
()
Eµµ= . Учитывая это, дифференциальную проводи-
мость можно записать:
+=+==
dE
dE
dE
d
enEen
dE
di
d
µ
µ
σ
µ
µσ 1 . (8.1)
Видно, что
d
σ может быть величиной как положитель-
ной, так и отрицательной. Второй случай реализуется, когда
0
<
dE
dE
µ
µ
и 1>
dE
dE µ
µ
, и чаще всего наблюдается в полупро-
водниках, имеющих в зоне проводимости более одного ми-
нимума энергии. К таким полупроводникам, в частности, от-
носится GaAs.
Рис. 8.2. Структура зоны проводимости GaAs

Страницы