Обратное включение р-n перехода
Обратным включением р-n перехода называют такое включение, при котором положительный полюс внешнего источника подключается к области n, а отрицательный полюс – к области р (рис. 2.9а). напряжение внешнего источника в этом случае называется обратным напряжением Uобр. Под действием Uобр. возникает электрическое поле источника Еобр, направление которого совпадает с направлением диффузионного поля Еко, поэтому результирующее поле в р-n переходе увеличивается и становится равным (рис. 2.9в). Ер- n = Еко + Еобр. Поле источника Еобр. заставляет основные носители оттягиваться от р-n перехода (т.к. дырки притягиваются к минусу источника, а электроны – к плюсу), поэтому ширина р-n перехода и его сопротивление увеличиваются. Рис 2.9 Увеличение напряжённости результирующего электрического поля в р-n переходе соответствует повышение потенциального барьера до величины Up-n= U ко+ Uобр (рис 2.9б). Количество основных носителей , способных преодолеть возвысившийся потенциальный барьер, уменьшается, в результате диффузионный ток резко уменьшается и становится меньше тока проводимости. Ток же проводимости, как отмечалось выше, практически не зависит от величины приложенного напряжения и остаётся постоянным, т.к. величина этого тока определяется только концентрацией неосновных носителей в полупроводнике, которая при данной температуре является величиной постоянной. В этом смысле его можно назвать током насыщения (Is). Поэтому через р-n переход будет протекать результирующий ток, называемый обратным током, и который оказывается меньше нуля Iобр= Iдиф - Iпров Iпров = Is <0. Обратный ток получается небольшим (в тысячи и более раз меньше прямого тока), т.к. концентрация неосновных носителей мала и кроме того, сопротивление р-n перехода при обратном включении очень велико. Процесс выведения носителей заряда из области полупроводника, где они являются неосновными, через р-n переход электрическим полем, созданным действием внешнего напряжения, называется экстракцией. Таким образом, р-n переход обладает односторонней проводимостью – он хорошо проводит ток при прямом и плохо – при обратном включении. Следует также отметить, что ширина р-n перехода зависит от концентрации примесей (удельного сопротивления) в областях р и n, величины и полярности приложенного напряжения. Ширину р-n перехода, к которому приложено внешнее напряжение, можно определить [2] по следующей формуле , (2.6) где - относительная диэлектрическая проницаемость кристалла; о - электрическая постоянная ; NД, NА – концентрация донорных и акцепторных примесей; U – внешнее напряжение, которое подставляется в формулу со знаком минус, если оно обратное. Соотношение (2.6) показывает, что с увеличением концентрации примесей в р и n областях (с уменьшением удельного сопротивления) ширина (толщина) р-n перехода уменьшается. При обратном включении и при увеличении обратного напряжения ширина перехода увеличивается, а при прямом включении – уменьшается.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|