В структурах р-і, n-і, як відомо, і-область є досить високоомною. Тому в приладах на базі таких структур зовнішня напруга буде розподілена між іонізованою областю та і-напівпровідником. Така особливість, з одної сторони, приводить до зростання падіння напруги на приладі при прямій прикладеній напрузі, до зменшення величини прямого струму, до зростання величини зворотнього струму при зворотній напрузі, але, з іншого боку, прикладання високої напруги не буде приводити до високої напруженості в іонізованій області. Тому такі напівпровідникові прилади знаходять використання для випрямлення високих напруг – в електроімпульсних технологіях, в телевізійній техніці і т.д. Побудова таких приладів базується не на використанні р-і або n-і структур, а на основі побудови структур р-і-n типу. В таких приладах напруженість електричного поля знижується за рахунок наявності області з власною електропровідністю. Перехід р-і-n в такій структурі має, порівняно з р-n переходами значно більшу величину l, а контактна різниця потенціалів має ступінчату форму.
В структурах р-р+ та інших з електропровідністю одного типу різниця в рівнях Фермі та інших з електропровідністю одного типу різниця в рівнях Фермі буде значно меншою, ніж в вище розглянутих, тому в них не створюються іонізовані області. Внаслідок цього їх опір визначається опором високоомної області. При протіканні струму безпосередньо на контакті падає невелика частина напруги, що не дозволяє забезпечити вентильні властивості. Але в той же час вони використовуються при побудові омічних контактів.
Контакт метал-напівпровідник
Розглянемо особливості контакту металу з напівпровідником р- типу, для яких рівні Фермі характеризуються нерівністю:
WФМ > WФр .
Відповідно до неї, енергія електронів металу вища енергії основних носіїв заряду напівпровідника. Тому електрони з металу будуть переміщуватись в напівпровідник. Цей процес буде продовжуватись до того часу, доки рівні Фермі в приконтактній області не вирівняються. В результаті в напівпровіднику р- типу створюється надлишковий заряд електронів, які рекомбінують з дірками. Тому в приконтактній області зменшується кількість дірок і порушується електростабільність. В результаті в р- області від’ємно зарядженими іонами створюється негативний об’ємний заряд (рис. 3.3). Електрони, що залишають метал, також порушують електронейтральність металу в приконтактній області, і завдяки цьому створюється позитивний об’ємний заряд. В результаті на межі розподілу створюється контактна різниця потенціалів, а створене нею електричне поле перешкоджатиме подальшому переміщенню електронів з металу в напівпровідник і сприяти переміщенню неосновних носіїв р- напівпровідника в метал.
За аналогією з р-n переходом, в усталеному режимі встановлюється рівновага між переміщенням основних і неосновних носіїв, і результуючий струм дорівнює нулю. Оскільки приконтактна область напівпровідника збіднена основними носіями, то вона має низьку електропровідність.
Внаслідок того, що потенційний бар’єр створюється за рахунок електронів металу, в структурі відсутнє явище накопичення зарядів і їх розсмоктування.
При наявності зовнішньої напруги з’являється допоміжне електричне поле. Якщо напруга прикладається (+) до напівпровідника, то потенційний бар’єр знижується, оскільки електрони будуть відбиратись в зовнішнє коло. При цьому кількість рекомбінацій знизиться, і провідність приконтактної області зросте.
Якщо прикласти зовнішню напругу протилежної полярності, то кількість рекомбінацій зросте і зросте опір приконтактної області. Звідси витікає, що контакт метал-напівпровідник має вентильні властивості. На відміну від р-n переходу, цей контакт має суттєі переваги. Оскільки в ньому відсутні явища накопичення і розсмоктування зарядів, то він забезпечує значно більшу швидкодію і значно менше падіння напруги на контакті. Такий перехід має назву переходу Шоткі. На його основі будуються діоди Шоткі.
Омічні контакти
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.