Контакт Ме – п/п p-типа

ВЗ

Контакт Ме – n-п/п

Контакт металл - п/п

Переходы типа p-i, n-i, p-p+, n-n+.

W, U p i

eφ_K x

W_с eφ_0p eφ_0i

W_Ф

ВЗ W_В

N, P

P_p N_p N_i

x

При контакте p-i в результате разности концентраций P_p>N_i и N_i>N_p, возникает диффузия дырок в собственный п/п и электронов в п/п p-типа.

Разность потенциалов на переходе образуется за счёт ионов акцепторов в p-п/п и дырок в собственном

Запирающий слой в большей части находится в области собственного п/п, поскольку его удельное сопротивление больше.

Аналогичная картина получается при контакте высоколегированного п/п p⁺ с низколегированным p. Высота потенциального барьера меньше, поскольку меньше разность концентраций дырок.

Аналогично для n-n⁺.

А) работа выхода из п/п меньше работы выхода из Ме ej_{0n <} ej_0.

W,U Ме n

ЗП eφ_0n x

eφ₀ W_с W_Ф

W_Ф

ЗП W_В

W Ме n

eφ_K ЗП x

eφ₀ eφ_0n

W_Ф W_Д

- +

ЗП L ВЗ

При таких условиях электроны при контакте Ме и n-п/п из зоны проводимости п/п переходят в Ме, заряжая его отрицательно. В приконтактной области п/п образуется слой, обеднённый основными носителями, и там остаётся неподвижный нескомпенсированный положительный заряд ионов доноров. Образуется приконтактное электрическое поле. Это э.п. будет препятствовать дальнейшему движению из п/п в Ме, отталкивает свободные электроны в запирающий слой и притягивает в приконтактную область дырки, которые находятся в валентной области.

При равновесии уровни Ферми п/п и Ме выравниваются.

ЗС лежит в основном в толще п/п.

При подключении внешней батареи в прямом направлении потенциальный барьер снижается, сопротивление ЗС уменьшается и через ЗС течёт ток за счёт перемещения электронов в Ме.

При подключении обратного напряжения j_к повышается, поток электронов практически прекращается, но под действием поля возможно движение дырок в Ме. Но этот ток мал, т.к. образован неосновными носителями – дырками.

Б) ej_0n<<ej₀

При таком контакте искривление энергетических зон n-п/п в результате значительной величины j_к очень велико и в некоторой части ЗС L образуется L’<L, где будет слой p-проводимости, т.е. инверсный слой.

На диаграмме об этом свидетельствует расположение уровня Ферми ниже середины ЗЗ.

Образование инверсного слоя с физической точки зрения объясняется недостатком свободных электронов в n-п/п для достижения равновесного состояния.

Равновесие достигается за счёт перехода в Ме валентных электронов, при этом образуется избыток дырок в приконтактной области. Таким образом, в приконтактной области образуется плавный p-n-переход.

W

Ме n x

eφ_K

eφ₀ eφ_0n W_с

W_Ф

ЗП W_В

2L ВЗ

В) В случае контакта Ме с n-п/п, если ej_0n >ej₀ , электроны из Ме переходят в п/п. Вблизи границы образуется слой с повышенной концентрацией основных носителей. Такой слой называется антизапирающим. Контакт называется выпрямляющий (удельное сопротивление ЗС мало), или омическим переходом. Используется для осуществления электрических выводов от областей p- и n-п/п различных электронных приборов.

ej_0p > ej_0.

W Ме p

ej_0p ЗП X

ej₀ W_с

W_А W_Ф

ЗП W_В

Дата добавления: 2014-12-07