Прямое (согласное) включение p-n-перехода

Подключим к p-n-переходу внешний источник напряжения U плюсом (+) к p-, а (-) к n-слою.

Изменится высота потенциального барьера φ₀ Внешнее напряжение окажется приложенным в основном к запирающему слою как к участку с наибольшим сопротивлением.

Напряжение U оказалось включенным встречно с внутренним электрическим полем Ео.

В результате высота потенциального барьера снижается на величину внешнего напряжения U.

Количество носителей, обладающих энергией, достаточной для преодоления потенциального барьера, увеличивается. Увеличивается диффузионная составляющая I_диф тока через p-n-переход.

В каждой области появляются дополнительные избыточные концентрации носителей.

При этом нарушается условие равновесного состояния.

Носители собственной электропроводности также начнут встречено движение, образуя дрейфовый ток.

Учитывая, что концентрации неосновных много меньше концентрации основных носителей, можно отметить, что дрейфовый ток I _др этих носителей от приложенного напряжения зависит очень слабо.

Таким образом, результирующий ток через p-n-переход

Нарушенное условие равновесного состояния р-n-структуры должно быть восстановлено за счет источника внешнего напряжения. Ушедшие из р-слоя дырки восполняются положительными зарядами источника U, ушедшие электроны – электронами источника U. В результате появляется ток во внешних выводах р-n-структуры.

Этот ток далее будем называть прямым током.

Внешнее напряжение при таком включении – прямым U_пр.
р-n-структура - включена согласно.

Высота потенциального барьера φ₀ составляет доли вольта. Поэтому достаточно приложить напряжение U_пр доли вольта, чтобы p-n-переход начал открываться.

Уменьшение результирующего поля у p-n-перехода приводит к уменьшению объёмного заряда и уменьшению длины запирающего слоя l ₀.

Процесс внедрения носителей заряда в какую-либо область полупроводника, для которой они являются неосновными, называется инжекцией.

Дата добавления: 2014-01-07