Основы полупроводниковой электроники. Яровой Г.П - 68 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

135
проводниках, обладающих в сильных полях N-образной
вольт-амперной характеристикой.
Пусть через однородный и достаточно длинный кристалл
течет ток от источника питания, создающего в полупровод-
нике поле
0
E , причем
поркр
EEE <<
0
(рис.8.3). Пусть это по-
ле является однородным, так что его напряженность во всех
точках кристалла одинаковая, как показано на рис. 8.4, а.
Рис. 8.4. Образование электростатического домена с N-
образной характеристикой в месте флуктуации
электрического поля
Предположим далее, что на небольшом отрезке кристалла,
заключенном между
1
x и
2
x , поле случайно возросло на не-
большую величину Eδ . Как следует из ВАХ (рис. 8.4, б)), в
области
21
xxx << плотность тока окажется меньшей, чем в
областях
1
xx < и
2
xx > . Вследствие этого электроны начнут
скапливаться вблизи
1
x , создавая здесь отрицательный заряд,
и отрываться от
2
x , оставляя нескомпенсированный положи-
тельный заряд. Между точками
1
x и
2
x образуется диполь-
ный слой, обедненный свободными носителями. Этот слой
называют электростатическим доменом. Внутри домена
возникает внутреннее поле
вн
E , которое может значительно
превосходить среднее поле в кристалле
0
E . У образца, пи-
таемого от генератора напряжения, образование домена со-
136
провождается падением среднего поля в остальной части кри-
сталла.
Описанный процесс формирования домена происходит в
коллективе электронов, дрейфующих от электрода, находя-
щегося под отрицательным потенциалом (катода), к противо-
положному (аноду). Поэтому домен перемещается от катода к
аноду со скоростью
др
v , равной Ev
nдр
µ= .
Критической напряженности поле достигает прежде всего
в тех областях кристалла, где в силу особенностей их выра-
щивания удельное сопротивление имеет наиболее высокое
значение. Практически такие области всегда располагаются у
электродов, так как в результате вплавления контактов эти
области полупроводника оказываются наиболее неоднород-
ными.
Зарождаясь вблизи катода, домен перемещается к аноду и
там распадается. С распадом одного домена на катоде форми-
руется другой домен, и процесс приобретает периодический
характер с частотой
Lv
др
/=ν , (8.3)
где L − длина кристалла. Так как в области домена концен-
трация свободных электронов понижена, то возникновение
его в кристалле сопровождается повышением сопротивления
образца и уменьшением силы тока в цепи.
На рис. 8.5 показан характер изменения тока в цепи об-
разца с течением времени. В момент
0
t зарождения домена в
цепи течет ток
0
I . По мере формирования домена (область 1)
ток в цепи уменьшается и достигает минимального значения
min
I
в момент
1
t
, отмечающий завершение процесса форми-
рования домена. В области 2 протяженностью
др
v
L
tt =−
12
домен перемещается от катода к аноду, и сила тока в цепи со-
храняется неизменной и равной
min
I . В момент
2
t домен под-
ходит к аноду и начинает распадаться (область 3). Распад за-

Страницы