Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Акцепторная (дырочная) проводимостьСодержание книги
Поиск на нашем сайте
Примеси трехвалентных элементов, позволяющие получить полупроводник с дырочной проводимостью, называются акцепторными. Введем в чистый полупроводник трехвалентную (акцепторную) примесь. При этом 3 валентных электрона атома примеси взаимодействуют с 3-мя валентными электронами атома чистого полупроводника, образуя три прочные ковалентные связи. Четвертая ковалентная связь оказывается неполной – для нее не хватает электрона примеси, а значит, на этом месте образуется дырка. Эта дырка может быть заполнена валентным электроном из соседней ковалентной связи, но тогда возникнет дырка в другом месте. Таким образом, проводимость в данном случае будет дырочной, а полупроводник –акцепторный или полупроводник p-типа (буква «p» - первая буква слова positive – положительный). Валентный электрон, заполнивший дырку, ионизирует атом примеси – возникает отрицательный ион. Как и в предыдущем случае, при комнатной температуре все атомы примеси ионизированы. Кроме процесса ионизации, при комнатной температуре всегда имеет место процесс генерации, в котором участвуют атомы чистого полупроводника (часть валентных электронов этих атомов переходят из ВЗ в ЗП и становятся свободными, а на месте ушедших электронов образуются дырки). Аналогично предыдущему примеру, процесс ионизации преобладает над процессом генерации.
Для электронной и дырочной проводимости справедливо: Концентрация ОНЗ Концентрация ННЗ Концентрация ионов примеси
Если концентрация примеси в полупроводнике очень большая (высокая степень легирования) и достигает значения , такой полупроводник называется вырожденным.
По своим свойствам вырожденные полупроводники приближаются к проводникам, у которых концентрация электронов достигает значений Обозначение вырожденных полупроводников: полупроводник типа или полупроводник типа
Токи в полупроводниках В полупроводнике электрический ток может быть вызван двумя причинами: · Электрическим полем. · Разностью концентраций носителей заряда. Дрейфовый ток Рассмотрим первую причину. Направленное движение носителей заряда (НЗ) под действием электрического поля называется дрейфовым током. Если к полупроводнику подключить источник постоянного напряжения, то под действием внешнего электрического поля электроны и дырки начнут перемещаться в противоположных направлениях (электроны будут двигаться к плюсовой клемме источника питания, т.е. в сторону, противоположную направлению поля, а дырки – к минусовой, т.е. по направлению поля) – возникнет дрейфовый ток. полупроводник Ө IДР Е
UПИТ Е – напряженность электрического поля
За направление тока принято считать направление движения дырок. Диффузионный ток Диффузионный ток – это направленное движение НЗ, возникающее из-за разности их концентраций. Если какую-то часть полупроводника нагреть, то в этой области возникнет повышенная концентрация зарядов (за счет термогенерации, т.е. генерации, вызванной тепловой энергией). Но чем выше концентрация НЗ, тем больше вероятность столновения электронов друг с другом, в результате чего электроны будут как бы «выталкиваться» из области с повышенной концентрацией НЗ в область, где эта концентрация ниже. Таким образом, НЗ стремятся к выравниванию концентраций. Это явление получило название «диффузия» - проникновение. Контактные явления P-n переход P-n переход – это контакт двух полупроводников с разной проводимостью. Контакт нельзя создать простым соприкосновением двух полупроводников, т.к. при этом неизбежен слой воздуха, окислов, грязи. Для получения p-n перехода используется особая технология. p n
d – толщина перехода d (0,1÷1) мкМ (1мкМ=10-6 М)
3.1.1 Симметричный p-n переход в равновесном состоянии
Переход называется симметричным, если выполняется условие: концентрации ОНЗ двух полупроводников равны (концентрация дырок в полупроводнике p-типа равна концентрации электронов в полупроводнике n-типа). Если указанное условие не выполняется, переход называется несимметричным. Переход находится в равновесном состоянии, если отсутствует внешний источник питания (отсутствует внешнее поле). Рассмотрим симметричный p-n переход в равновесном состоянии. В полупроводнике p-типа содержится большое количество дырок, а в полупроводнике n-типа их мало. В полупроводнике n-типа содержится большое количество электронов, а в полупроводнике p-типа их мало. Имеем разностьконцентраций, следовательно, возникает диффузия (проникновение) – носители заряда стараются выровнять концентрацию, в результате чего дырки из p-области перемещаются в n-область, в обратном направлении перемещаются электроны. Возникает направленное движение ОНЗ, т.е. возникает диффузионный ток: .
Нолик означает, что переход находится в равновесном состоянии. Т.к. за направление тока принято считать направление движения дырок, то диффузионный ток будет протекать из p-области в n-область.
ОНЗ
Переход дырок и электронов в соседние области приводит к обеднению приконтактного слоя основными носителями заряда, а, следовательно, его сопротивление увеличивается . Таким образом, приконтактный слой обладает повышенным сопротивлением по отношению к другим областям. Такой слой называется запирающим. В первоначальный момент (до диффузии) p- и n-области являлись электрически нейтральными. (Большое количество дырок в p-области нейтрализовалось примерно таким же количеством отрицательных ионов примеси. Аналогично, большое количество электронов в n-области нейтрализовалось таким же количеством положительных ионов примеси.) В результате диффузии электрическая нейтральность перехода нарушается: в p-области окажутся избыточными отрицательные ионы примеси, а в n-области – положительные ионы примеси, вследствие чего p-область заряжается отрицательно, а n-область – положительно. Возникает разность потенциалов , называемая потенциальным барьером: , где - потенциал n-области; - потенциал p-области. Наличие разности потенциалов приводит к возникновению внутреннего электрического поля , направленного из n-области в p-область (от плюса к минусу). p n
ЕВН
Внутреннее поле является тормозящим для ОНЗ и ускоряющим дляННЗ, поэтому под действием этого поля ННЗ перебрасываются в соседние области. Возикает направленное движение ННЗ, т.е. возникает дрейфовый ток: . p n
ННЗ Ө
ННЗ ЕВН IДРО Т.к. диффузионный и дрейфовый токи текут в противоположных направлениях, то суммарный ток через переход будет равен 0.
или
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-09-05; просмотров: 793; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.147.63.199 (0.01 с.) |