P-n-переход в равновесном состоянии
Лекции.Орг

Поиск:


P-n-переход в равновесном состоянии




 

Если к р-n полупроводнику не приложеновнешнее напряжение (которое создает поле в объеме полупроводника), то имеет место равновесное состояние p-n-перехода.

 

При отсутствии внешнего напряжения движение электрических зарядов через p-n переход носит характер диффузииосновных носителей заряда из одной области проводимости в дру­гую где они становятся неосновными носителями и через определенное время рекомбинируют с основными носителями.

 

В результате диффузии и рекомбинации носителей заряда нарушается электрическая нейтральность примыкающих к металлургическому контакту частей монокристалла полупро­водника.

 

 

Рис. 4.5 Равновесное состояние p-n перехода

 

В р-области вблизи металлургического контакта после диффузии из нее дырок остаются неподвижные отрицательно заряженные ионы акцепторов, а в n-области — неподвижные положительно заряженные ионы доноров.

Образуется область пространственного заряда, состоящая из двух разноименно за­ряженных слоев ионов примеси решетки.

 

Эти заряды создают в области р-n перехода электрическое поле, направленное от n-области к р-области. Это поле, обозначаемое как Едифф или Езап (диффузионное или запирающее),направлено таким образом, что препятствует дальнейшей диффузии основных носителей заряда.

 

Между пи р областями при этом существует разность потенциалов, назы­ваемая контактной разностью потенциалов (Uконт), или говорят, что в области p-n перехода образуется потенциальный барьер (Df),аp-n переход называют запирающим слоем.

При этомпотенциал n-области положителен по отношению к потенциалу р-области,

Пример: Dx - ширина запирающего слоя (0,1 - 1 мкм), UKGe= 0,36В; UKSi= 0,8В.

 

Диффузия электронов и дырок создает диффузионный токчерез р-n переход, и приводит к образованию потенциального барьера.

 

Потенциальный барьер вызывает дрейф неосновных носителей заряда (дырок из n-области в р-область и электронов, соответст­венно, из р-области в n-область), т.е. через р-n переход беспрепятственно проходят неосновные но­сители заряда, для которых поле p-n перехода является ускоряющим.

 

В результате дрейфа неосновных носителей заряда возникает дрейфовый ток,встречный по направлению диффузионному току.

!!! При отсутствии внешнего электрического поля результирующий ток через p-n переход в равновесном состоянии отсутствует.

 

Iдифф n - Iдр n + Iдифф p - Iдр p = 0 (4.11)

 

Поэтому Iдифф = Iдр (4.12)

 

 

Рис. 4.6 Токи через p-n переход (основных и неосновных носителей)





Дата добавления: 2016-10-30; просмотров: 310 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов


Читайте также:

Рекомендуемый контект:


Поиск на сайте:



© 2015-2020 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.002 с.