ВЛАСТИВОСТІ p-n-ПЕРЕХОДУ ПРИ НАЯВНОСТІ ЗОВНІШНЬОЇ НАПРУГИ
Можливе пряме (рис.5) або зворотне (рис.6) вмикання р-nпереходу.
Рисунок 5 – Пряме вмикання р-п переходу
Рисунок 6 – Зворотне вмикання р-п переходу
При зворотному вмиканні до р-п переходу прикладається зовнішня напруга Uзн , до його внутрішнього електричного поля додається зовнішнє електричне поле з напруженістю Езн. У результаті поле в р-п переході зростає і дорівнює
Ерез = Евн + Езн (2)
Оскільки електричний опір р-n - переходу дуже великий, практично вся напруга Uзнприкладається до нього.
Отже, різниця потенціалів на переході становить
φрез = φк + Uзн (3)
де φрез - результуюча різниця потенціалів.
Запірні властивості переходу при цьому зростають і дифузійна складова струму ідиф зменшується, а дрейфова ідр не змінюється (бо залежить лише від ступеня нагріву речовини) і через перехід протікає зворотний струм
ізв = ідр - ідиф 4)
Оскільки ідиф → 0, то зворотний струм визначається концентрацією неосновних носіїв зарядів і є незначним за величиною.
При прямому вмиканні за зазначеною полярністю зовнішньої напруги зовнішнє електричне поле спрямоване назустріч внутрішньому і результуюча напруженість зменшується
|
|
Ерез = Евн -Езн (5)
При цьому ідиф зростає, а ідр зменшується.
Різниця потенціалів становить
φрез = φк - Uзн (6)
У цьому випадку через перехід тече прямий струм
іпр = ідиф - ідр.
Він обумовлюється дифузійною складовою струму, тобто залежить від концентрації основних рухомих носіїв зарядів і є великим за величиною.
Таким чином, р-п - перехід має вентильні властивості (від німецького слова ventil - клапан), тобто при прямому вмиканні його опір малий, а при зворотному - великий.
Оскільки р-п - перехід має нелінійні властивості, то залежність струму, що протікає через нього, від прикладеної напруги ілюструють за допомогою вольт-амперної характеристики (ВАХ) (рис.7).
Рисунок 7 – Теоретична ВАХ р-п перехіду
Вона має пряму (1) та зворотну (2,3) гілки.
р-п перехід - це явище, що виникає на межі двох НП різного типу провідності і характеризується відсутністю у прилеглій до цієї межі зоні вільних носіїв заряду, через що її опір нескінченний. Тому р-п перехід ще називають запірним шаром.
|
|
Властивості р-п переходу, які (в основному) використовуються при побудові електронних НП приладів:
1) однобічна провідність (вентильні властивості);
2) дуже великий опір зони р-п переходу як зони, де немає вільних носіїв заряду (запірні властивості);
3) зміна ширини р-п переходу із зміною величини зворотної напруги (як результат - зміна ємності р-п переходу);
4) стабільність напруги на р-п переході в режимі електричного пробою;
5) наявність неосновних носіїв (що виникають внаслідок теплової генерації) в шарах р- і n-типу.
ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ:
1 Які струми протікають в напівпровіднику?
2 Що таке дрейф носіїв в НП?
3 Що таке дифузія носіїв в НП?
4 Приведіть приклади напівпровідникових матеріалів, які використовуються для виготовлення НП приладів.
5 Дайте визначення p-n – переходу.
6 Чому p-n – перехід часто називають запірним шаром?
7 Яке з приведених затверджень правильне:
- електронний – дірковий перехід – це шар, збагачений носіями заряду;
- електронний – дірковий перехід – це шар, збіднений носіями заряду.
|
|
8 Чим обумовлений дифузійний струм через p-n – перехід?
ВИКЛАДАЧ– Ковальова Т.І.
ЛЕКЦІЯ № 3 (2 год.)
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 725; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!