December 03 2016 02:27:36
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
напряжение в прямом направлении
Физические основы информации

После формирования контактной разности потенциалов устанавливается динамическое равновесие для систем электронов и дырок, когда суммарный электронный ток In и суммарный дырочный ток Ip через контакт в среднем равны нулю

img527.                                                                                  (II.8.41)

Здесь учитываются  токи, созданные как основными, так и неосновными носителями тока.

Данное динамическое равновесие нарушается, если к p/n–переходу приложить внешнее постоянное напряжение V. Поскольку сопротивление запорного слоя RD значительно больше сопротивлений Rn и Rp полупроводников с электронной и дырочной проводимостью, взятых по отдельности, то все внешнее напряжение падает практически на толщине D запорного слоя. Это обстоятельство позволяет эффективно управлять электрическим  полем запорного слоя и менять электрические характеристики p/n–перехода.

Результат действия внешнего напряжения зависит от его полярности. Если “+” внешнего напряжения соответствует полупроводнику с дырочной проводимостью, а “-“ внешнего напряжения – полупроводнику с электронной проводимостью, то высота потенциального барьера для основных носителей тока уменьшается на величину eV и через p/n потечет электрический ток

img528,                                                                                              (II.8.42)

где Is – сила тока насыщения, созданного неосновными носителями тока, на который внешнее напряжение не влияет, Т – температура полупроводников. В этом случае говорят, что внешнее напряжение приложено в прямом (пропускном) направлении, где сила тока экспоненциально быстро растет с увеличением V.

Если внешнее напряжение приложено в обратном (запорном) направлении, когда “+” внешнего напряжения соответствует полупроводнику с электронной проводимостью , а “-“ - полупроводнику с дырочной проводимостью, то высота потенциального барьера для основных носителей тока возрастает на величину eV, ток меняет свое направление, а его величина описывается выражением

img529.                                                                                                                 (II.8.43)

Соответствующая вольтамперная характеристика p/n – перехода приведена на рисунке

img530

Здесь Vпр – напряжение электрического пробоя p/n–перехода, при котором ускоренные электрическим полем запорного слоя электроны вызывают ударную ионизацию атомов примесей и кристаллической решетки, что приводит к быстрому увеличению числа свободных носителей заряда.

Вольтамперная характеристика p/n–перехода является нелинейной и несимметричной относительно изменения полярности внешнего напряжения. Несимметричность вольтамперной характеристики говорит о выпрямляющем действии p/n–перехода, поскольку для одной и той же абсолютной величины внешнего напряжения

Iпр(V) >>| Iзап(-V)|.

Поэтому, если к p/n–переходу приложить внешнее напряжение, меняющееся по гармоническому закону V = V0sin ωt, то в цепи потечет пульсирующий ток, отличный от нуля только на тех промежутках времени Δt = T/2 = π/ω, когда на p/n–переход подается напряжение в прямом направлении. Характеристикой выпрямляющего действия служит коэффициент выпрямления

img531,                                                                                                                      (II.8.44)

который может достигать величин ~104÷105. Следует отметить, что электрические свойства полупроводников сильно зависят от температуры. При температурах, когда примесные атомы в полупроводниках n и р типов оказываются полностью ионизированными, уровни Ферми img532 перемещаются на середину запрещенной зоны и примесные полупроводники ведут себя как собственные. В результате исчезает запорный слой вместе с выпрямляющим действием контакта двух полупроводников.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.05 секунд 4,189,990 уникальных посетителей