Действия полупроводников, усилителей, цифровых и преобразовательных устройств, логических схем, страница 2

При Т=0°К.

При термогенерации возникают “p”-неосновные носители заряда.

2.Дырочная проводимость («р» типа).

Возникает если в чистый полупроводник добавить примесный атом, валентность которого меньше, чем у полупроводника

Плоскость “p”- типа возникает, если валентность примеси меньше, чем у основного металла.

Проводимость обусловлена перемещением электронов в валентной зоне от атома к атому.

Количество дырок зависит от числа примесных атомов

Рис.8. Возникновение дырки в кристалле полупроводника р-типа.

Дырок много больше, чем электронов. Дырки основные носители зарядов, электроны – не основные. Атомы примеси, принимающие валентные электроны соседних атомов, называют акцепторными, а саму примесь акцепторной.

В компенсированном материале число донорных и акцепторных атомов одинаковое.

В некомпенсированном - не одинаковое.

Рис. 9. Отражение на энергетической диаграмме возникновения дырки в кристалле полупроводника р-типа.

1.5.Свойства p-n перехода.

1.  p-n переход не подвергается внешнему [НД1] воздействию.

j- потенциальный барьер.

I диф. - основные носители заряда.

I др. - ток дрейфа.

Рис.10. p-n переход без внешнего воздействия.

В p-n переходе при отсутствии внешнего воздействия из-за потенциального барьера I диф.+I др. =0.

p-n переходы бывают симметричными и не семеричными, в семеричных у “p” и “n” одинаковое количество примесей; несимметричные- количество примесей в зоне “p” больше, чем в зоне “n”.

Та зона, где больше примесей – эмиттер.

Зона, где меньше примесей - база.

Ge=0,3-0,4B

Si=0,6-0,7B

1.6.Свойства p-n перехода при включении внезапного напряжения.

Е вн савподает с j.

I диф =0.

“p-n” переход обладает электронным сопротивлением.

T°=const;

I₀=const; - тепловой ток или обратный ток p-n перехода.

Рис. 11.

Е вн. встречно j.

Вентильные свойства p-n перехода - способность проводить ток только в одном направлении.

Для того чтобы определить зависимость тока p-n перехода от полярности используют ВАХ.

Рис.12.

1.7. ВАХ p-n перехода.

Рис.13. ВАХ р- n перехода

½U обр½>½U проб½- наступает пробой.

 ВАХ представляет количественную зависимость между I p-n и U p-n.

В первом квадранте – прямое включение, Е вн. встречно j, в другом квадранте - Е вн. совпадает с j,

Виды пробоя р- n перехода.

1.Электрический пробой: (обратимые).

          1.1. Туннельный пробой. Заключается в том, что при увеличении

U обр возникает пробой, 10^6 В/см. ВАХ (1,2).

          1.2. Лавинный. В широких p-n переходах электрон может ускоряться до таких скоростей, что попадая в атом ионизирует его и  выбирает электрон и т.д. Возникает лавина. Iобр резко возрастает.

2. Поверхностный. уч.0-1-нормальный режим работы. уч.1-2-обратимый туннельный и лавинный пробой. уч. 2-3 необратимый тепловой пробой, на этом участке температура возрастает и возникает термогенерация. Сопротивление резко падает.

1.8.Емкость p-n перехода.

Рис.14. Емкость p-n перехода.

          Барьерная емкость характеризуется сосредоточением по обе границы раздела  p и n слоев объемных зарядов, создаваемых ионами примесей.  Наличие барьерной емкости проявляется протеканием тока через p-nпереход вследствие изменения объемных зарядов при изменении напряжения на переходе определяется выражением Сб=dQ/dU.

Диффузионная емкость обуславливается изменением суммарных зарядов неравновесных электронов и дырок соответственно слева и справа от p-n-перехода. Величина диффузионной емкости зависит от протекающего через p-n-переход прямого тока и может составлять сотни и тысячи пикофарад.

2. Полупроводниковые диоды.

2.1.Типы диодов:

1. По материалу.

1.1. Кремневые диоды. Обладают более качественными характеристиками (Uобр, Iадоп, T раб, Iобр)

1.2.  Германиевые диоды.

2.  По площади p-n перехода и техники изготовления.