 |
|
Різновиди електричних переходів та контактів
Крім 
- переходів, у напівпровідникових приладах використовують й інші переходи та контакти. Розглянемо деякі з них.
Гетеропереходи
Гетероперехід створюється двома НП, які відрізняються шириною забороненої зони. До таких переходів належать переходи германій – арсенід галію, арсенід галію – миш’якоподібний індій, германій – кремній. Розрізняють 
- та - гетеропереходи (на першому місці ставиться буква, що означає тип електропровідності НП з більш вузькою ЗЗ).
Енергетична діаграма - гетеропереходу германій n-типу ( 
) - арсенід галію р-типу ( 
) наведена на рисунку 1.19.
Рисунок 1.19 – Енергетична діаграма n-р-гетеропереходу
в стані рівноваги (а) і при прямому включенні (б)
За відсутності зовнішньої напруги ( 
) і з’єднанні напівпровідників відбувається перерозподіл носіїв заряду, внаслідок чого вирівнюються рівні Фермі р- та n-областей і виникають потенціальні бар’єри: для електронів n-області – 
, для дірок р-області – 
, причому 
(рис. 1.7 а). Оскільки бар’єри для електронів і дірок відрізняються, то під дією зовнішньої прямої напруги гетероперехід забезпечує односторонню ефективну інжекцію дірок із матеріалу, що має більшу ширину ЗЗ (рис. 1.19 б). Ця особливість називається явищем надінжекції і робить гетероперехід ефективним інжектором.
1.3.2 P+- p та n+- n - переходи
- 
- переходи ( 
- 
- переходи) - це контакти двох НП одного типу електропровідності, але з різною концентрацією домішок. Знаком “+” позначається НП з більшою концентрацією акцепторів чи донорів.
У таких переходах носії з області більшої концентрації переходять до області з меншою концентрацією. Внаслідок цього в області з більшою концентрацією домішок створюється деяка кількість іонізованих атомів домішок, а з протилежного боку переходу зростає надлишок основних носіїв. Виникають дифузійне електричне поле і контактна різниця потенціалів:
для 
- 
переходу 
,
для - 
переходу 
.
Оскільки в таких переходах не створюється шар з малою концентрацією носіїв заряду й опір переходів істотно не відрізняється від опорів нейтральних областей, залишаючись низькоомним, то такі переходи не мають випрямних властивостей. У - та - переходах відсутня інжекція неосновних носіїв заряду з низькоомної області до високоомної. Якщо, наприклад, до - переходу підключити джерело зовнішньої напруги плюсом до -області, а мінусом – до -області, то з -області в -область будуть переходити електрони, які залишаються основними носіями. При зміні полярності зовнішньої напруги з -області до -області повинні інжектувати дірки. Проте їх концентрація настільки мала, що це явище не відбувається. Невипрямні та неінжектуючі переходи використовують в омічних контактах напівпровідникових приладів.