 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Контакт двух полупроводников с различным типом проводимости (p-n переход)
Электронно-дырочный переход (p-n переход), возникающий при контакте двух полупроводников, легированных донорной и акцепторной примесью, является основой твердотельной электроники. Зонная схема p-n перехода, находящегося в условиях термодинамического равновесия, представлена на рис.13.1 (для простоты возьмем случай, когда концентрации доноров и акцепторов, в соответствующих полупроводниках равны Nd=Na). Равновесное состояние контакта устанавливается следующим образом. Из-за существенной разницы работ выхода (Ap>An) и концентраций электронов в контактирующих полупроводниках, они передвигаются из полупроводника n-типа в полупроводник p-типа, где и рекомбинируют с дырками.
|
Аналогичные рассуждения подходят и для дырок при пояснении их передвижения в n-область контакта. В результате в приконтактной области практически не остается свободных электронов и дырок, и формируются объемные положительные (ионизованные до-норы) и отрицательные (захватившие электрон акцепторы) заряды в слое толщиной d, который обычно рассматривают как заряженный конденсатор. Электрическое поле такого конденсатора препятствует рассмотренному движению электронов и дырок, в конечном ито- Рис.13.1
ге устанавливается состояние
термодинамического равновесия, и уровни Ферми у обоих полупроводников выравниваются. На пути электронов (из n-области в p-область) и дырок (из p-области в n-область) возникает потенциальный барьер eVk.
Кроме доноров и акцепторов, задающих тип проводимости контактирующих полупроводников, всегда имеются неконтролируемые точечные дефекты, которые приводят к созданию неосновных носителей заряда: дырок в n-области (p 
) и электронов в р-области (n 
). Приконтактное электрическое поле выталкивает неосновные электроны в n-область, а неосновные дырки в p-область. Доминирующий ток неосновных носителей составляют электроны и дырки, зашедшие за контакт из основной области и возвращаемые электрическим полем обратно.
Подводя итог можно заключить, что в состоянии равновесия через p-n переход проходят четыре тока: 
, 
- токи основных носителей, 
, 
- токи неосновных носителей (электронов, возвращаемых полем в n-область; дырок - в p-область). В условии равновесия
. (13.1)
Поиск по сайту: