Лекции.Орг

Универсальный восьмиосный полувагона: Передний упор отлит в одно целое с ударной розеткой. Концевая балка 2 сварная, коробчатого сечения. Она состоит из...

Построение спирали Архимеда: Спираль Архимеда- плоская кривая линия, которую описывает точка, движущаяся равномерно вращающемуся радиусу...

Экологические группы птиц Астраханской области: Птицы приспособлены к различным условиям обитания, на чем и основана их экологическая классификация...

 

Категории:


Назначение, устройство и порядок оборудования открытого сооружения для наблюдения на КНП командира МСВ


Поездка - Медвежьегорск - Воттовара - Янгозеро: По изначальному плану мы должны были стартовать с Янгозера...


Построение спирали Архимеда: Спираль Архимеда- плоская кривая линия, которую описывает точка, движущаяся равномерно вращающемуся радиусу...

Энергетическая диаграмма p-n перехода в равновесном состоянии



В условиях равновесия p-n перехода, когда отсутствует внешнее напряжение, энергия Ферми одинакова для любого объема полупроводника, что приводит к горизонтальности положения уровня Ферми на энергетической диаграмме, представленной на рис.4.

 
 

Уровень Ферми в полупроводнике p-типа расположен вблизи энергетического уровня потолка валентной зоны, а в полупроводнике n-типа - вблизи энергетического уровня дна зоны проводимости, причем уровень Ферми ближе расположен к энергетическому уровню потолка валентной зоны, чем к энергетическому уровню дна зоны проводимости, из-за того, что Nа>>NД. У изолированных p- и n-областей энергии Ферми неравны, поэтому при объединении областей в единый кристалл полупроводника на основании фундаментального свойства уровня Ферми (gradWF=0) происходит смещение энергетических уровней n-области относительно энергетических уровней
p-области, как и показано на рис.4.

Рис.4

На рис.4 обозначено:

 
 

- основные носители заряда; - неоснов-

 

ные носители заряда; Wп - энергетический уровень дна зоны проводимости; WF - энергетический уровень Ферми; Wср - энергетический уровень середины запрещенной зоны; - энергетический уровень потолка валентной зоны; DWз - энергия, соответствующая ширине запрещенной зоны.

В результате смещения энергетических уровней создается энергетический (потенциальный) барьер величиной

e×jк=WFn – WFp,

где WFn – энергия Ферми для полупроводника n-типа;

WFp - энергия Ферми для полупроводника p-типа.

Основные носители заряда областей полупроводника p- и n-типов, энергия которых больше высоты барьера, диффузионно преодолевают его. Основные носители заряда, переходящие p-n переход в тормозящем для них электрическом поле, образуют iD диффузионную составляющую тока перехода. В то же время неосновные носители заряда, находящиеся вблизи p-n перехода и совершающие тепловое хаотическое движение, попадают под действие электрического поля p-n перехода, увлекаются им и переносятся в противоположную область: электроны p-области в n-область; дырки
n-области в p-область. Неосновные носители заряда, переходящие переход под действием напряженности электрического поля p-n перехода, образуют дрейфовую составляющую тока iE через переход. Условие равновесия выполняется, когда диффузионный ток iD будет скомпенсирован встречным дрейфовым током iE и полный ток через переход будет равен нулю: .

Легко увидеть по энергетической диаграмме p-n перехода влияние температуры на величину потенциального барьера. Влияние температуры окружающей среды на величину jк иллюстрируется рис.5.

При увеличении температуры окружающей среды на основании свойства уровня Ферми его положение изменяется и становится ближе к энергии середины запрещенной зоны Wср как в полупроводнике p-типа, так и в полупроводнике n-типа. Это смещение уровня Ферми при увеличении температуры в p- и n-областях происходит в противоположных направлениях (рис.5), что неизбежно привело бы к появлению gradWF>0, что недопустимо, так как на основании свойства уровня Ферми в условии равновесия уровень Ферми должен находиться в горизонтальном положении, то есть на одном энергетическом уровне как в p-области, так и в n-области. В то же время при увеличении температуры ширина запрещенной зоны почти не изменяется (температурный коэффициент ширины запрещенной зоны составляет величину около –10-4 1/К), поэтому с ростом температуры происходит смещение энергетических уровней границ разрешенных зон n-области и уменьшается высота энергетического
барьера, что ведет к снижению потенциального барьера p-n перехода, а
равно и к уменьшению контактной разности потенциалов.

 
 

Рис.5

 

На рис.5 сплошной линией изображено положение энергетических уровней при T1=300 K (при этом контактная разность потенциалов - jк, равновесная ширина p-n перехода – lo), пунктирной линией показано изменение положений энергетических уровней при T2=340К (при этом новая контактная разность потенциалов к<jк, а ширина p-n перехода o<lo). На рис.5 учтено равновесное состояние p-n перехода и условия: gradWF=0, Nа>>NД .

.





Дата добавления: 2015-05-08; просмотров: 613 | Нарушение авторских прав


Похожая информация:

  1. Tracking Gantt (Диаграмма Ганта с отслеживанием)
  2. VIII. ТРЕБОВАНИЯ К ОРГАНИЗАЦИИ УЧЕБНЫХ ЗАНЯТИЙ С УЧАЩИМИСЯ, ИМЕЮЩИМИ ОТКЛОНЕНИЯ В СОСТОЯНИИ ЗДОРОВЬЯ
  3. А. В жидком состоянии. Б. В аморфном состоянии. В. В газообразном состоянии. Г. В кристаллическом состоянии. Д. Такое расположение атомов возможно в любом состоянии вещества
  4. А. В жидком состоянии. Б. В аморфном состоянии. В. В газообразном состоянии. Г. В кристаллическом состоянии. Д. Такое расположение атомов возможно в любом состоянии вещества
  5. Адекватная энергетическая и информационная насыщенность эмоций позволяет партнерам устранять неопределенность коммуникации
  6. Активационно-энергетическая роль эмоций
  7. Билет №3. Б3-1 Рыночные каналы реализации продукции АПКВ усл-х перехода к рын
  8. Биологические ритмы. В 2-х т. Т. 1. Пер. с англ. — М.: Мир, 1984.— 414 с. Внутренняя временная упорядоченность при устойчивом захваченном состоянии 226
  9. Биологические ритмы. В 2-х т. Т. 1. Пер. с англ. — М.: Мир, 1984.— 414 с. межуток становится короче, то происходит «скачок фазы» колебателя, и в новом устойчивом состоянии субъективная ночь приходится уже на длинный промежуток между
  10. Биоэнергетическая терапия
  11. Важность перехода ко сну
  12. ВВЕДЕНИЕ. В эпоху перехода от феодализма к капитализму


Поиск на сайте:


На сайте можно прочитать про:

Универсальный восьмиосный полувагона: Передний упор отлит в одно целое с ударной розеткой. Концевая балка 2 сварная, коробчатого сечения. Она состоит из...

Построение спирали Архимеда: Спираль Архимеда- плоская кривая линия, которую описывает точка, движущаяся равномерно вращающемуся радиусу...

Экологические группы птиц Астраханской области: Птицы приспособлены к различным условиям обитания, на чем и основана их экологическая классификация...


© 2015-2017 lektsii.org - Контакты

Ген: 0.021 с.