Ток генерации, рекомбинации и канальной проводимости.

Аппроксимация ВАХ Шокли обладает существенной неполнотой, т.к. учитывает:

1. процессов генерации-рекомбинации в объеме и на поверхности полупроводника;

2. модуляцию сопротивления базы при больших прямых токах;

3. перераспределение падения напряжения на р-n-переходе и базах при больших токах;

4. дрейфовой составляющей тока при больших токах.

Рассмотрим влияние этих факторов на вид ВАХ диодов.

При обратных смещениях, когда концентрация носителей в ООЗ близка к собственной, процессы рекомбинации практически прекращаются, т.к. любая пара образованных в результате тепловой генерации носителей тут же разносится сильным полем ООЗ обратно смещенного перехода – ток определяется практически только гене - рационными процессами.

При прямых смещениях, когда неосновные носители проходят ООЗ малой толщины, ток определяется рекомбинационными процессами.

Как известно из физики полупроводников, генерация и рекомбинация носителей происходит в основном через уровни ловушек, лежащих вблизи центра запрещённой зоны. Такого рода центры генерации-рекомбинации всегда присутствуют в объёме и на поверхности полупроводника из-за наличия дислокации, чужеродных атомов и др. дефектов.

При прямых смещениях U > (2-3) kT/q с большой степенью точности можно выразить токи поверхностной и объёмной рекомбинации как

(токи с индексом «0» соответствуют токам рекомбинации при нулевом смещение).

При обратном смещение ток через p-n переход определяется инжекционными составляющими:

Где n=2 для резкого перехода n=3 для плавного перехода.

(токи с индексом “0” соответствуют генерационным токам при малом обратном смещении).

При наличии на поверхности полупроводника достаточно большого заряда, совпадающего по знаку с зарядом основных носителей, у поверхности образуется инверсный слой (достаточно большого, в смысле возможности образования инверсного слоя) см.Рис. 1.3. Толшина инверсного слоя (слоя с противоположным типом электропроводимости) тем больше, чем больше величина адсорбированного поверхностного заряда. Таким образом адсорбированный заряд приводит к образованию в близи поверхности канала, по которому тоже текут токи (они называются канальные).

Q_s

n-канал

E_i

E_Fp

P P n

Рис. 1.3 Рис. 1.4

С образование канала увеличивается площадь p-n-перехода. Это приводит к увеличению обратного тока (при обратном смещении). При очень большой плотности поверхностного заряда возможно смыкание канала с омическим кантактом и p-n-переход шунтируется сопротивлением канала R_кан . Зависимость канального тока в большом диапазоне обратных смещений можно аппроксимировать как

При прямых смещениях по каналу течёт заметный ток создающий падение напряжения на нём, т.е. участки канала, удалённые от p-n-перехода оказываются под малым напряжением, а находящиеся вблизи p-n-перехода практически под тем напряжением, что и переход. Таким образом имеет смысл говорить о некоторой эффективной длине канала участвующий в прямой проводимости p-n-перехода (удалённые области канала находятся под малым напряжением и носители не преодолевают имеющийся потенциальный барьер). Неравномерное распределение на канале обуславливает более слабую зависимость тока через канал по сравнению диффузионным током:

Зависимость наиболее точна при

Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 353; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 5 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!