Прямое и обратное включение P-n перехода

Образование Pn перехода.

При объединении 2 примесных полупроводников между ними образуется контакт. В результате этого контакта носители заряда начинают перемешаться из области высокой концентрации в область низкой концентрации. То есть электроны из n области, где они являются основными носителями заряда, перемещаются в P область, а дырки из P области, где они являются основными носителями, перемешаются в n область (рис. А.).

Рис. а

В результате обмена при контактной n области образуется положительный неконцентрированный заряд донорной примеси. А при контактной P области образуется неконцентрированный заряд ионов акцепторной примеси. То есть границе раздела образуется 2 заряда противоположных по знаку. Образование пространственных зарядов на границе раздела 2 положительных зарядов называется Pn переходом. Создавшиеся заряды образуют внутреннее поле, которое всегда направленно от положительно заряженных ионов донорной примеси к отрицательно заряженным ионов акцепторной примеси.

1) Прямое включение – это когда, внешнее и внутреннее поле направлены в противоположные направления. (рис.А)

n  

P

Т.к. поля направлены навстречу друг другу, то результирующее поле будет равно разности внешнего и внутреннего поля. Следовательно, его величина уменьшится, объёмный заряд в P-n переходе уменьшится, потенциальный барьер уменьшится, сопротивление в P-n переходе уменьшается и основные носители заряда беспрепятственно преодолеют пониженный потенциальный барьер. В P-n переходе потечет ток. Величина этого тока будет постоянной, потому что от источника питания будут подаваться новые носители заряда.

Переход основных носителей заряда через пониженный потенциальный барьер называется инжекцией. Прямые токи могут достигать больших значений и измерятся в миллиамперах.

2) Обратное включение – это включение, когда внешнее и внутреннее поля направлены в одну сторону.

В этом случае результирующее поле будет равно сумме внешнего и внутреннего поля. Следовательно, его величина станет большой, объемный заряд увеличится, потенциальный барьер возрастет, сопротивление увеличивается, и основные носители заряда не смогут преодолеть потенциальный барьер. Следовательно, ток не потечет т.к. P-n будет заперт, следовательно, в P-n переходе односторонняя проводимость, что и является основным свойством P-n перехода. Но в запертом P-n переходе потечет маленький по величине ток, которым мы пренебрегаем. Ток измеряется в микроамперах.

Переход неосновных носителей заряда через пониженный потенциальный барьер называется экстракцией.

Дата добавления: 2015-05-26