ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Полупроводниковый диод из "Физика и химия твердого состояния" Глубина контактного поля. При возникновении контакта между областями полупроводника с различным типом проводимости начинается взаимная диффузия основных носителей заряда. Электроны переходят из и-полупроводника, где их концентрация выше, в р-полупроводник, где диффузия дырок идет в противоположном направлении. Возникновение диффузионных потоков приводит к разделению зарядов, вследствие чего появляется объемный заряд, положительный в п-области и отрицательный в р-области, и в области контакта возникает электрическое поле, направленное от -области к р-области (рис. 188, а). [c.458] На рис. 188, в изображено распределение основных носителей заряда, дырок рр и электронов п и неосновных носителей электронов Пр в р-области и дырок р в -области. [c.459] При одинаковой концентрации доноров и акцепторов в полупроводниках пир толщина слоев Ь п и Ьр, в которых локализуются неподвижные заряды, одинакова Ц, = Ц (рис. 188, г). [c.459] Инжекция и экстракция носителей. Рассмотрим случай, когда на р—/г-переход подается прямое смещение (минус к п-об-ласти). Под действием этой разности потенциалов дырки переходят из полупроводника р в полупроводник п, электроны из п в р и в цепи возникает ток / (см. ниже). Дырки, перешедшие в полупроводник п, являются для него неосновными носителями. Встречаясь с электрона 1И, они рекомбинируют. Точно также электроны, прошедшие в полупроводник р, являются для него неосновными носителями, которые в конце концов рекомбинируют с дырками. Так как процесс рекомбинации носителей протекает не мгновенно, то у границы р—га-перехода происходит накопление носителей в электронном полупроводнике — накопление дырок, в дырочном полупроводнике — накопление электронов. Происходит как бы впрыскивание электронов в граничный слой р-полупровОдника и дырок в граничный слой п-полупроводника. Поэтому данное явление получило название инжекции носителей заряда. В случае подачи обратного напряжения имеет место (вытягивание неосновных носителей из приконтактной области (явление экстракции). [c.459] За это время неосновные носители успевают продиффунди-ровать от границы р—п-перехода внутрь проводника на расстояние L = Y Dx, где L — диффузионная длина D — коэффициент диффузии. [c.460] Выпрямление на р—п-перехода. Если на р—п-переход подается прямое смещение, то высота потенциального барьера eV = W— — Ме) снижается на величину еУ по сравнению с равновесным состоянием (см. рис. 187, б). Соответственно изменяется и толщина запорного слоя (774) (из V вычитается V). Ток неосновных носителей через переход остается практически неизменным, в то время как с понижением потенциального барьера большее число электронов может перейти в р-область и большее число дырок — в п-область. [c.460] Формулы (775) справедливы для случая тонкого р—п-пере-хода, когда носители пролетают через слой объемного заряда без рекомбинации (L L) и обе области полупроводника сильно легированы, т. е. Рр п, и п П . [c.460] При прямом смещении ток экспоненциально возрастает, а с ростом отрицательного напряжения V ток стремится к , (рис. 188, в). Выпрямляющие свойства, характеризуемые коэффициентом выпрямления ///s (у хороших р—п-переходов он может достигать сотен тысяч), тем лучше, чем меньше ток насыщения [см. выражение (775а) 1. [c.460] При дальнейшем увеличении обратного напряжения в некоторый момент происходит пробой р—п-перехода и ток Д резко возрастает (см. рис. 188, д). Этот рост обусловлен либо ударной ионизацией, если р— -переход изготовлен из полупроводника с большим удельным сопротивлением (толш,ина запорного слоя велика), либо эффект Зинера, если р (и, следовательно, толщина запорного слоя) мало (см. 2). [c.461] Если приложить малое прямое смещение (рис. 189, б), то только часть возникающего электрического тока будет обусловлена диффузией и рекомбинацией, как это было описано выше. В дополнение к рекомбинационному току, возникающему вследствие диффузии, появляется ток, обусловленный туннельным эффектом (см. 2) при малом смеш,ении электроны могут туннелировать в незанятые состояния валентной зоны вырожденной р-области. [c.461] Вернуться к основной статье