Главная | Обратная связь

Электронно-дырочный переход при прямом и обратном смещениях

ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД ПРИ ПРЯМОМ НАПРЯЖЕНИИ

Процессы в p-n переходе зависят от полярности внешнего источника напряжения. Если источник с напряжением подключен плюсом к р-области, а минусом к n - области, то он внутри кристалла создает электрическое поле, направленное навстречу внутреннему электрическому полю р-n перехода, обусловленному потенциальным барьером. В результате происходит снижение потенциального барьера до величины .

Основные носители диффундируют ч/з р-n переход более интенсивно, т.к. этому способствует снижение потенц. барьера. В результате р-n переход обогащается подвижными носителями зарядов и снижается его сопротивление. Дальнейшее увеличение внешнего напряжения до приводит к исчезновению потенц. барьера и свободной диффузии основных носителей в те области, где они являются неосновными. Это явление, возникающее при снижении потенциального барьера, называют инжекцией.

Движение основных носителей ч/з р-n переход создает электричес­кий ток и во внешней цепи. Уход е из n-области в р-область и исчезновение их за счет рекомбинации восполняется е, ко­т. поступают из внешней цепи от «-» источника внешнего напря­жения. То же самое происходит с дырками. Убыль дырок из р-области (в сторону р-n перехода) пополняется за счёт ухода е с ковалентных связей во внешнюю цепь к «+» источника.

Движение неосновных носителей (например, дырок в n-области) про­исходит как за счёт диффузии (вблизи р-n перехода), так и за счёт дрейфа в глубине кристалла под действием прямого напряжения при дальнейшем его увеличении. На определенном расстоянии от р-n перехо­да концентрация инжектированных зарядов убывает до нуля вследствие рекомбинации.

Т.о., при прямом напряжении на р-n переходе во внеш. цепи возникает ток, создаваемый встречным движением дырок и е за счет зарядов, поступающих от источника, непрерывно осуществляется рекомбинация инжектируемых неосновных носителей. Величина тока при прямом внешнем напряжении резко возрастает с ростом , т.е. сопротивление р-n перехода становится очень малым.

ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД ПРИ ОБРАТНОМ НАПРЯЖЕНИИ

При обрат. напряжении «-» источника подключается к р-области, а «+» - к n-области. При этом внеш. источник внутри кристалла создаёт напряженность электрического поля, совпадающую по напряжению с напряженностью электрического поля, обусловленной контактной разностью потенциалов в зоне р-n перехода.

Т.к. р-n переход обладает большим сопротивлением, то внеш. напряжение почти полностью прикладывается к слою кристалла, где существует р-n переход. В результате происходит суммирование векторов напряженности электрического поля, создаваемых внеш. источником напряжения и объёмными зарядами атомов примесей на границе раздела. Это приводит к возрастанию потенц. барьера до величины .

Из-за повышения потенц. барьера диффузия основных носителей зарядов практически совсем прекращается. Основные носители отходят от р-n перехода под действием , ширина слоя, обеднённого носителями заряда, возрастает, следовательно, растёт сопротивление p-n перехода.

Однако внутреннее поле р-n перехода способствует переходу ч/з него не основных носителей, образующих при встречном движении обрат. ток . Т.к. концентрация их мала, то мала и величина этого тока. Обрат. ток мало зависит от величины , он явл-ся по существу дрейфовым тепловым током.

Процесс захвата неосновных носителей полем р-n перехода называется экстракцией. Убыль неосновных носителей из глубинных слоев кристалла ПП компенсируется зарядами, поступающими из внеш. источника. Следовательно, во внеш. цепи возникает ток, равный обратному. Величина сильно зависит от температуры, но этот ток очень мал по сравнению с током ч/з р-n переход при прямом внеш. напряжении.