- •Конспект лекций
- •Энергетическая диаграмма твердого тела выглядит:
- •Ширина запрещенной зоны влияет на электропроводность:
- •2 Внутреннее строение полупроводников
- •2.1 Примесная проводимость полупроводника
- •2.1.1 Донорная (электронная) проводимость
- •Большое количество положительных ионов
- •2.1.2 Акцепторная (дырочная) проводимость
- •Большое количество отрицательных ионов
- •2.2.2 Диффузионный ток
- •3 Контактные явления
- •3.1 P-n переход
- •3.1.1Обратное включение p-n перехода
- •3.1.2 Прямое включение p-n перехода
- •3.1.3 Вольт-амперная характеристика перехода. Выпрямляющий и омический контакты
- •3.2 Емкости p-n перехода
- •Диффузионная емкость
- •3.3 Пробой p-n перехода
- •Обратная ветвь вах при пробое:
- •Виды пробоев:
- •3.3.1 Тепловой пробой
- •3.3.2 Электрический пробой
- •Механизм туннельного пробоя:
- •4 Внутренний и внешний фотоэффект
- •4.1 Внутренний фотоэффект
- •4.2 Внешний фотоэффект
- •5 Пьезоэффект
- •6 Параметры диодов, транзисторов
- •Обозначение:
- •6.1 Буквенно-цифровое обозначение (бцо) диодов бцо диодов содержит 4 элемента:
- •6.2 Буквенно-цифровое обозначение стабилитронов бцо стабилитронов состоит из четырех элементов:
- •6.3 Бцо транзисторов
- •7 Лазеры
- •7.1 Принцип работы лазера
- •7.2 Особенности лазерного излучения
- •7.3 Лазеры на гетероструктурах
- •Применение гетеропереходов:
- •7.4 Применение лазеров
- •Литература
3.1.2 Прямое включение p-n перехода
Переход находится под прямым напряжением, если знаки клемм источника питания совпадают со знаками ОНЗ соответствующих областей перехода.
p n
0НЗ
Ө
ОНЗ
ЕВН
IПР
ЕВНЕШН
о о
UПР
Суммарное поле перехода в данном случае будет равно:
, т.к. поля направлены навстречу друг другу.
Под действием суммарного поля ОНЗ начнут перемещаться в приконтактную область, увеличивая ее проводимость, а, следовательно, уменьшая сопротивление и толщину перехода.
Через такой контакт будет протекать большой ток. Причем, этот ток будет образован ОНЗ, т.е. будет являться диффузионным током. Током дрейфа в данном случае можно пренебречь, т.к. он много меньше тока диффузии. Таким образом, ток, протекающий через прямо смещенный переход, будет равен:
, где
- тепловой ток;
- основание натурального логарифма;
- заряд электрона;
- приложенное к переходу напряжение;
- постоянная Больцмана;
- температура (в градусах по Кельвину).
Как видно из формулы, ток через прямо смещенный переход изменяется по экспоненциальному закону при изменении напряжения.
3.1.3 Вольт-амперная характеристика перехода. Выпрямляющий и омический контакты
Зависимость тока через переход от величины приложенного напряжения называется вольт-амперной характеристикой (ВАХ).
IПР, mA
IДИФ=IОНЗ
IО
UОБР, В 0 UПР, В
1В
IДР=IННЗ
IОБР, мкА
Прямая и обратная ветви ВАХ изображены в разных масштабах. При прямом включении перехода его сопротивление мало, поэтому ток через переход резко возрастает по экспоненте с ростом прямого напряжения. При обратном включении перехода его сопротивление велико, поэтому ток через переход будет мал и равен тепловому .
Прямое напряжение, подаваемое на переход, не должно превышать 1В!
Обратное напряжение, подаваемое на переход, может достигать 20В.
Вывод: p-n переход обладает односторонней проводимостью, т.е. проводит ток только в одном направлении – прямом.
Контакт с односторонней проводимостью называется выпрямляющим контактом. Таким образом, p-n переход является выпрямляющим контактом.
Кроме выпрямляющих контактов существуют контакты металл-полупроводник (Ме-п/п), называемые омическими, т.к. ток, протекающий через такой контакт подчиняется закону Ома (). Получают омические контакты путем напыления тонкой пленки металла на полупроводник.Характерная особенность омических контактов – пропускание тока в обоих направлениях (и прямом, и обратном). Омические контакты широко распространены в электронной технике, т.к. используются для присоединения внешних выводов к кристаллам полупроводников.
омический p n омический
контакт контакт
UПИТ