КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Емкость при обратном смещении
Ширина и барьерная емкость электронно-дырочного перехода Обратносмещенный переход
На рис. 4.6 в изображен случай, если изменить полярность внешнего источника. Напряженность результирующего поля Е рез на переходе увеличится (внешнее и диффузионное поля направлены в одну сторону).
Е рез = Е зап + Евнеш(4.15)
Дрейфовый ток увеличится, а диффузионный ток уменьшится, в результате чего, динамическое равновесие нарушится и также возникнет ток через р-n переход. Высота и ширина потенциального барьера увеличится и станет равной:
q(fk + Uвнеш) (4.16)
Ширина p-n перехода при этом увеличивается.
Электроны из слоя n будут двигаться от границы слоев к положительному полюсу внешнего источника, а дырки из слоя р к отрицательному полюсу. Т.о., и свободные электроны, и дырки будут уходить от границы слоев.
В результате между слоями образуется область, в которой не остается ни электронов, ни дырок. Ток (диффузионный) через p-n-переход не пойдет.
При обратном напряжении толщина p-n перехода возрастает не пропорционально напряжению и в нем преобладает дрейфовое движение носителей по сравнению с диффузионным: дырки из n - области и электроны из p - области вследствие теплового хаотического движения могут попасть в область перехода, где они попадают в ускоряющее поле, переносящее их в соседнюю область. В результате уменьшается концентрация неосновных носителей у границ перехода - это явление называется экстракцией неосновных носителей
В цепи в этом случае будет проходить ток, этот ток небольшой, называется он обратным током. Он обусловлен наличием в слое n некоторого числа неосновных носителей - дырок, а в слое р - свободных электронов, которые будут проникать в пограничную область и поддерживать ток через переход.
Этот обратный ток, будет на несколько порядков меньше прямого тока:
1обр «1пр, при этом Iпр[ мА ], а Iобр[ мкА ]
Из рассмотренных случаев следует, что направление внешнего поля определяет вентильные свойства p-n-перехода, т.е. способность проводить ток в одном направлении в зависимости от полярности приложенного напряжения.
Если к п/п прикладывается внешняя разность потенциалов Uвнеш, то в зависимости величины приложенного поля к обратно смещенному p-n переходу происходит уменьшение или увеличение объемных зарядов у его границ обусловленных неподвижными ионами доноров и акцепторов (рис. 5.1).
!! Барьерную емкость образуют ионы доноров и акцепторов
Рис. 5.1 Образование пространственного заряда при обратно смещенном p-n переходе
Обратно смещенный плоский p-n переход, ведет себя подобно электрической емкости. Эта емкость, называемая барьерной емкостью, и определяется, как емкость обычного плоского конденсатора.
Заряды, обусловливающие барьерную емкость Cб, сосредоточены в двух тонких слоях плоского p-n перехода, расположенных на расстоянии D один от другого, что очень напоминает поверхностные заряды на металлических обкладках конденсатора.
С = eoe S/D (5.1)
где eo = 8,85.10-12ф/м - абсолютная диэлектрическая проницаемость; e - относительная диэлектрическая проницаемость; S - площадь перехода.
Величина барьерной емкости
Cбар = dQ/dV (5.2)
где dQ – изменение заряда; dV – изменение разности потенциалов на нем. Разность потенциалов на переходе
V = (fk + Uвнеш) (5.3)
Заряды на “обкладках“ (рис. 5.1) p-n перехода (на единичной площади перехода, S=1)
Q+ = qNд(xo - x”) Q- = qNа(x’- xo) (5.4)
Решая систему 5.4 относительно D с учетом 5.2, 5,3 и V=fk, получим оценочную величину ширины p-n перехода в равновесном состоянии
D = ((e eofk /q)(1/Na+1/Nд))0.5 (5.5)
можно показать, что в неравновесном состоянии и обратно смещенном p-n переходе
D = k1 /(fk + Uвнеш)0.5 (5.6)
Барьерная емкость с учетом 5.1 и 5.6
Сбар = eoe S/D = k2 /(fk + Uвнеш)0.5 (5.7)
k1, k2 коэффициенты
Дата добавления: 2014-01-20; Просмотров: 526; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |