РІЗНОВИДИ ЕЛЕКТРИЧНИХ ПЕРЕХОДІВ 





Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

РІЗНОВИДИ ЕЛЕКТРИЧНИХ ПЕРЕХОДІВ



 

Гетероперехіди

 

Гетероперехід утворюється двома напівпровідниками, що розрізняються шириною забороненої зони. Параметри кристалічних решіток напівпровідників, що становлять гетероперехід, повинні бути близькі, що обмежує вибір матеріалів. В даний час найбільш дослідженими є пари: германій-арсенід галію, арсенід галлия-мышьяковидный індій, германій-кремній. Розрізняють n-p і p-n гетероперехіди (на перше місце ставиться буква, що позначає тип електропровідності напівпровідника з вужчою забороненою зоною). На основі гетероперехідів можливо також створення структур n-n і p-p.

Рисунок 1.16 Спрощена енергетична діаграма p-n гетероперехіда в рівноважному стані.

 

На рисунку 1.16 приведена спрощена енергетична діаграма n-p переходу між арсенідом галію р-типу (DWP = 1,5 эВ) і германієм n-типу (DWn = 0,67 эВ) в стані рівноваги (U = 0). При контакті напівпровідників відбувається перерозподіл носіїв зарядів, що приводить до вирівнювання рівнів Фермі p- і n-областей і виникненню енергетичного бар'єру для електронів n-області qUkn і. для дірок p-області qUкp, причому Uкn > Uкp.

Рисунок 1.17 Спрощена енергетична діаграма p-n гетероперехіда, включеного в прямому стані.

 

В стані рівноваги струм через n-p перехід рівний нулю. Оскільки потенційні бар'єри для дірок і електронів різні, при додатку до гетероперехіда прямої напруги зсуву він забезпечить ефективну інжекцію дірок з напівпровідника з більшою шириною забороненої зони (рис. 1.17).

 

Контакт між напівпровідниками одного типу електропровідності

 

Контакт напівпровідників з одним типом електропровідності, але з різною концентрацією домішок позначають р+-р або п+-п (знаком "плюс" наголошується напівпровідник з більшою концентрацією домішок). У таких контактах носії з області з більшою концентрацією домішки переходять в область з меншою концентрацією. При цьому в області з підвищеною концентрацією порушується компенсація зарядів іонізованих атомів домішки, а в іншій області створюється надлишок основних носіїв зарядів. Утворення цих зарядів приводить до появи на переході власного електричного поля і контактної різниці потенціалів, визначуваної наступними співвідношеннями: для p+-р переходу

;

для n+-n переходу .

У цих переходах не утворюється шар з малою концентрацією носіїв зарядів, і їх опір визначається в основному опором низькоомної області. Тому при проходженні струму безпосередньо на контакті падає невелика напруга і випрямні властивості цих переходів не виявляються. У p+-p і n+-n- переходах відсутня інжекція неосновних носіїв з низькоомної області у високоомну. Якщо, наприклад, до переходу n+-n підключене джерело струму плюсом до n-області, а мінусом до n+-области, то з n+-области у n-область переходитимуть електрони, що є в ній основними носіями зарядів. При зміні полярності зовнішньої напруги з n+-области у n-область повинні инжектироваться дірки, проте їх концентрація мала, і цього явища не відбувається. Переходи типу p+-p і n+-n виникають при виготовленні омічних контактів до напівпровідників.

Рисунок 1.18 Енергетична діаграма p-i переходу.

 

Проміжне положення між p+-p- або n+-n- і p-n переходом займають p-i і n-i переходи. Такі переходи утворюються між двома пластинами, одна з яких має електронну або діркову електропровідність, а інша - власну.

На рис 1.18 показані енергетична діаграма і зміна концентрацій на межі двох напівпровідників з p- і i-областями. Унаслідок різниці концентрацій носіїв зарядів в p- і i-областях відбувається інжекція дірок з p-області в i-область і електронів з i-області в p-область. Унаслідок малої величини інжекційної складової електронного струму потенційний бар'єр на межі переходу створюється нерухомими негативними іонами акцепторів р-області і надмірними дірками i-області, дифундуючими в неї з p-області. Оскільки >> , глибина розповсюдження замикаючого шару в i-області значно більше, чим в р-області.

 

 





Последнее изменение этой страницы: 2016-06-19; просмотров: 250; 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 - 54.80.249.22 (0.005 с.)