Вопрос 18. Неравновесная ширина p-n перехода. Барьерная ёмкость. Варикапы.

Неравновесное состояние:

p – эмиттер, n – база. N_A >> N_Д.

В неравновесном состоянии изменение высоты потенциального барьера обусловлено изменением размеров области пространственных зарядов, т.е. изменением ширины перехода. При обратном напряжении

При прямом напряжении

П ри подаче прямого напряжения ширина перехода уменьшается и l0 при Uпр₀. При подаче обратного напряжения ширина перехода увеличивается и при Uобр>>₀ рост ширины примерно пропорционален Uобр.

Полупроводниковый диод можно рассматривать как плоский конденсатор.

Зависимость ёмкости от обратного напряжения применяется в варикапах(Варикап — полупроводниковый диод, работа которого основана на зависимости барьерной ёмкости p-n переходаот обратного напряжения. Варикапы применяются в качестве элементов с электрически управляемой ёмкостью в схемах перестройки частоты колебательного контура, деления и умножения частоты, частотной модуляции, управляемых фазовращателей и др.)

Сmin –значение ёмкости при максимальном обратном напряжении.

- коэффициент перекрытия.

БАРЬЕРНАЯ ЕМКОСТЬ - электрич. ёмкость двой_: ного слоя объёмного заряда в р-n -переходах и переходах металл-полупроводник (см. Шоттки барьер ).В р -n-переходах приграничные слои полупроводников обеднены осн. носителями и, следовательно, заряжены: объёмная плотность заряда в каждом слое равна концентрации N легирующей примеси. Электрич. поле объёмного заряда формирует энергетич. барьер U. Внеш. напряжение V, приложенное к переходу, изменяет высоту барьера. При этом изменяется ширина заряж. слоевW (V)и их заряд   элементарный заряд, N(x) - распределение примеси в слое]. T. о., Б. ё. зависит от напряженияV и распределения примеси (на этом основаны ёмкостный метод определения распределения примеси в р-n-переходе и применение р - n-переходов в качестве управляемых ёмкостей-варакторов). В случае симметричного р-п-перехода с .N=const Б. ё. определяется ф-лой ,(1)где S - площадь перехода,   - диэлектрич. проницаемость полупроводника. Для   :

Вопрос 19. Основные технологические операции при изготовлении полупроводниковых диодов.

1. Сплавные диоды.

На кристалл n-типа наносится акцептор. Система нагревается до расплава примеси. В процессе медленного охлаждения расплава происходит рекристаллизация, восстановление кристаллической структуры с внедрением в узлы кристаллической решетки атомов примеси – индия и образование перехода.

2. Точечные диоды.

К n-базе прижат контактный электрод, акцептор. Через систему пропускают импульсы тока формовки. В месте контакта выделяется теплота, контактная область приобретает дырочную электропроводность. Переход имеет полусферическую форму малой площади. Имеют малую емкость, применяются как импульсные и высокочастотные маломощные диоды.

3. Диффузионные диоды.

На поверхности пп методом фотолитографии создаются окна. Из твердой, жидкой или газообразной фазы при повышенных температурах методом диффузии создаются слои нужного типа. Интегральный метод – в едином цикле в одном кристалле изготавливают тысячи приборов. Мезатехнология – кристалл травится кислотой по периметрам элементов приборов и распиливается для получения дискретных приборов.