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 |
Изучение работы полупроводникового диодаСодержание книги
Поиск на нашем сайте
Цель работы: измерение вольтамперной характеристики и контактной разности потенциалов в p-n –переходе.
Теоретическое введение Структура энергетических зон в полупроводнике описана в лабораторной работе 3-16. Там же объяснено, как возникает n – и p –тип проводимости в примесных полупроводниках. Электронно-дырочный переход (р-n –переход)– это переходный слой между двумя областями полупроводника с разным типом проводимости (p – и n –типа). Р-n –переход имеет большое практическое значение, являясь основой многих полупроводниковых приборов, в частности полупроводникового диода и транзистора. Рассмотрим физические процессы, происходящие в p - n –переходе. Пусть донорный полупроводник (полупроводник n –типа) приводится в контакт с акцепторным полупроводником (полупроводником p –типа). Из п –области с высокой концентрацией свободных электронов происходит их диффузия в р –область, где эта концентрация очень мала. Имеющиеся там в избытке дырки легко «захватывают» пришедшие свободные электроны (т.е. эти электроны занимают вакантные места в ковалентных связях между атомами кристалла и тем самым перестают быть свободными). Таким образом, происходит рекомбинация – попарное исчезновение положительного (дырки) и отрицательного (свободного электрона) носителей заряда. Рекомбинация приводит к тому, что с обеих сторон поверхности раздела образуется тонкий слой, лишенный основных носителей заряда и поэтому близкий по свойствам к диэлектрику. Кроме того, уход электронов из п –области обусловливает возникновение там избыточного положительного заряда, а их появление в р –области – возникновение нескомпенсированного отрицательного заряда. Следовательно, р - п– переход можно уподобить микроскопическому заряженному конденсатору, который создает внутреннее электрическое поле напряженностью . Это поле препятствует дальнейшему перемещению основных носителей через р - п– переход. Если концентрации доноров и акцепторов в полупроводниках n – и p –типа одинаковы, то толщина слоя, обусловленная нескомпенсированным положительным зарядом в n –области, будет равна толщине слоя, обусловленного нескомпенсированным отрицательным зарядом в p -области. На рис.18.1,а показано пространственное распределение зарядов в отсутствие внешнего электрического поля. Прямое включение p - n –перехода («+» к р –области, «–» – к п –области) создает внешнее поле, направленное противоположно внутреннему полю (рис.18.1,б). При этом движение электронов в n –области и дырок в p –области направлено к границе p - n –перехода навстречу друг к другу. Они рекомбинируют с неосновными носителями в p - n –переходе, и толщина контактного слоя уменьшается. При этом высота потенциального барьера уменьшается, что благоприятствует движению основных носителей заряда через р - п– переход. С увеличением прямого напряжения Uпр сопротивление перехода уменьшается, и прямой ток Iпр быстро возрастает (прямая ветвь вольтамперной характеристики, рис. 18.2). Если к p - n –переходу приложить обратное напряжение, т.е. «+» к п –области, а «–» – к р –области, то внешнее поле будет сонаправлено с внутренним (рис.18.1,в). В результате происходит движение электронов в n –области и дырок в p –области от границы p - n –перехода в противоположные стороны. Высота потенциального барьера для основных носителей увеличится. Через диод будет протекать очень малый по величине обратный ток, обуслов‑ Таким образом, p - n –переход обладает односторон‑ При прямом включении через тонкий р - n –переход (где возможно пренебречь рекомби‑ , (18.1) где j s– плотность тока насыщения; U – напряжение на р - n –переходе. Плотность тока j пр будет возрастать по экспоненте в зависимости от внешнего напряжения U. Если теперь осуществить включение обратной полярности, то потенциальный барьер возрастает, однако обратный ток не падает до нуля, его плотность (18.2) Если обратное напряжение , то первый член в скобках (18.2) становиться много меньше единицы, обратный ток оказывается не зависящим от напряжения: Это справедливо, однако, до тех пор пока обратное напряжение не достигнет некоторого значения, выше которого начинается пробой запорного слоя.
Экспериментальная часть
Приборы и оборудование: установка для изучения свойств p-n –перехода.
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; просмотров: 315; 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 - 13.58.211.135 (0.006 с.) |