Прямое включение p-n перехода

электронно-дырочный или p-n -переход – переход между двумя областями полупроводника, имеющие разный тип электропроводности;

Прямое включение p-n-перехода. Включение, при котором к p-n переходу прикладывается внешнее напряжение U_пр в противофазе с контактной разностью потенциалов, называется прямым. Прямое включение p-n перехода показано на

рис. 1.7, а. Практи­чески все внешнее напряжение прикладывается к запирающему слою, поскольку его сопротивление значительно больше сопротив­ления остальной части полупроводника. Как видно из потенциаль­ной диаграммы (рис. 1.7, б), высота потенциального барьера уменьшается: U_б = U_к - U_пp.Ширина p-n перехода также умень­шается (h' < h). Дрейфовый ток уменьшается, диффузионный ток резко возрастает. Динамическое равновесие нарушается и через p-n переход протекает прямой ток:

. (1.10.)

Как видно из формулы (16.10), при увеличении прямого напряжения ток может возрасти до больших значений, так как он обусловлен движением основных носителей, концентрация кото­рых в обеих областях полупроводника велика.

При прямом включении дрейфовая составляющая тока пре­небрежимо мала по сравнению с диффузионной. Это объясняется низкой концентрацией неосновных носителей заряда и уменьше­нием результирующей напряженности электрического поля, обу­словливающих дрейфовый ток.

Процесс введения основных носителей заряда через p-n переход с пониженной высотой потенциального барьера в область полу­проводника, где эти носители заряда являются неосновными, называется инжекцией. Инжектированные носители диффундируют вглубь полупроводника, рекомбинируя с основными носителями этой области. Дырки, проникшие из p-области в n-область, рекомбинируют с электронами, поэтому диффузионный дырочный ток I_р постепенно спадает в n-области до нуля.

Поступающие от внешнего источника в n-область электроны продвигаются к p-n переходу, создавая электронный ток I_n. По мере приближения к переходу, вследствие рекомбинации электро­нов с дырками, этот ток спадает до нуля. Суммарный же ток в n-области I_диф = I_p + I_n во всех точках полупроводника n-типа остается неизменным. Одновременно с инжекцией дырок в n-область происходит инжекция электронов в p-область. Проте­кающие при этом процессы аналогичны описанным выше.

Прямое включение. Существует ток основных носителей заряда.

Дата добавления: 2015-05-06