Электр.Презентация 2
.pdfКонтактные явления в полупроводниках (pn-переход)
Образование pn-перехода
№1 "Исходное состояние" p- и n- областей (показаны атомы примеси)
n |
p |
Нейтральная n-область |
Нейтральная p-область |
Положительный ион атома-донора |
Отрицательный ион атома-акцептора |
Свободный электрон от атома-донора |
Свободная дырка в атоме ПП |
Нейтральный атом ПП |
Нейтральный атом ПП |
№2 Диффузионное движение носителей и их рекомбинация после контакта
n |
R |
p |
|
|
R
R
R
R
R
Область объемного заряда
ПОЗ – электроны ушли |
ООЗ – электроны пришли и |
|
захвачены свободными местами в |
оболочках атомов ПП
№3 Пояснение рекомбинации и появления электрического поля
n |
|
p |
Заряд (+1) |
|
Заряд (-1) |
|
D(+5) |
A(+3) |
|
|
|
|
R |
Заряд (0) |
|
Заряд (0) |
|
Si(+4) |
Si(+4) |
|
|
Неподвижный атом (ион) донора |
Неподвижный атом (ион) акцептора |
Все оболочки заполнены |
Все оболочки заполнены |
Свободных носителей НЕТ |
Свободных носителей НЕТ |
№4 Идеальный pn-переход после образования
nn |
|
Epn |
pp |
|
|
|
|
n |
ОЗ+ |
ОЗ- |
х |
p |
1 |
2 |
3 |
4 |
p-n переход
№5 Образование потенциального барьера
Заряд (+) Заряд (-)
n |
+ |
p |
|
|
|
|
Epn = const |
|
ln |
lp |
|
Lpn |
-φpn |
|
|
φ |
0 |
X |
№6 "Высота" потенциального барьера
Δφ |
kT |
ln |
ND N A |
||
q |
e |
n 2 |
|||
|
|
||||
|
|
|
i |
||
|
kT |
тепловой потенциал |
||
|
|
|||
|
qe |
|||
|
|
|
|
|
При T=300К (нормальные условия) |
||||
|
|
|
kT |
25 mV |
|
|
|
|
|
|
|
|
qe |
|
|
|
|
|
|
Δφ0 |
25 mV ln |
ND N A |
|
n 2 |
|||
|
|
||
|
|
i |
№7 "Толщина" pn-перехода
Заряд (+) Заряд (-)
n |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Epn = const |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ln |
|
|
|
lp |
|
|
|||||
|
|
|
|
Lpn |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lpn |
ln |
lp |
2 ε |
ε0 Δφ |
|
2 ε |
ε0 Δφ |
qe |
ND |
|
qe |
N A |
|||
|
|
|
|
№8 "Симметрия" pn-перехода
Симметричный переход ND=NA
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n, ND |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
p, NA |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ln |
|
|
|
|
|
lp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lpn |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Асимметричный переход ND > NA
n, ND |
+ |
p, NA |
|
ln |
lp |
|
|
Lpn |
|
ln |
N A |
lp 
ND