Плотность - дырка
Cтраница 3
 |
Плотность дырок в области базы р-п - р транзистора при нормальном режиме смещения. [31] |
Другое заключается в том, что в области базы в результате увеличения концентрации основных носителей от п до пп р меняется проводимость. Заметим, что здесь появляется просто слагаемое р, тогда как в диоде при высоком уровне инжек-ции появлялось р-рп. Причина этого состоит в том, что плотность дырок в коллекторе в принципе равна нулю. На рис. 6.9 показано распределение дырок в базовой области. Эти два фактора будут существенны при объяснении реальной зависимости ро от тока эмиттера. [32]
 |
Схема излучателыюй рекомбинации, стики Шокли-Рида, по. [33] |
При повышении температуры возрастает вероятность обратного выброса дырок в валентную зону, причем энергия активации этого процесса должна совпадать с положением уровня бора, что согласуется с экспериментом. При понижении температуры дырки эффективно захватываются ловушками, расположенными на расстоянии 0 2 эв от края валентной зоны. Вследствие этого их концентрация в валентной зоне уменьшается, что приводит к снижению плотности дырок, захваченных атомами бора. [34]
 |
Схема излучательной рекомбинации, стики Шокли-Рида, последняя пропорциональна. [35] |
При повышении температуры возрастает вероятность обратного выброса дырок в валентную зону, причем энергия активации этого процесса должна совпадать с положением уровня бора, что согласуется с экспериментом. При понижении температуры дырки эффективно захватываются ловушками, расположенными на расстоянии 0 2 эв от края валентной зоны. Вследствие этого их концентрация в валентной зоне уменьшается, что приводит к снижению - плотности дырок, захваченных атомами бора. [36]
Однако уменьшение количества дырок в значительной степени происходит из-за рекомбинации их на поверхности. Количество рекомбинировавших на поверхности дырок зависит от величины площади, на которой происходит поверхностная рекомбинация As, скорости поверхностной рекомбинации 5 и плотности дырок. У большинства типов триодов коллектор имеет большую площадь, чем эмиттер. Поэтому дырки, передвигающиеся к коллектору, не попадают на поверхность у коллектора и рекомбинация происходит главным образом на поверхности у эмиттера. [37]
Рассмотрим две отдельно взятые области электронного и дырочного полупроводников. На рис. 2.10, а показаны энергетические диаграммы для этих двух областей. Пусть теперь такие две области созданы в одном кристалле полупроводника. Так как плотность дырок в р-области значительно превосходит плотность их в п-обла-сти, а плотность электронов в п-области - плотность их в р-области, возникнут большие градиенты концентрации и потекут диффузионные электронный и дырочный токи. Наличие этих неподвижных зарядов создает электрическое поле, называемое диффузионным, которое препятствует дальнейшему переходу носителей. Состояние равновесия наступает тогда, когда суммарный ток через переход отсутствует. [38]
На рис. 21.2 энергетический уровень для донор-ной примеси обозначен как v Vд и проходит несколько ниже v V с. Далее будет показано, что при v V а заполненность энергетических уровней Ffn ( v) почти равна нулю, а это значит, что донорные атомы полностью освобождаются от электронов. Величина Ffn ( v) в области проводимости становится еще меньше, а количество возможных состояний до такой степени велико, что произведение возможных состояний на частичную занятость дает по существу распределение по плотностям и общее число плотности электронов, показанные на рис. 21.2, в. Однако в области валентных связей ниже v Vv величина Ffp ( v) изменяется экспоненциально и поэтому становится чрезвычайно малой, так что распределение плотности дырок, показанное на рис. 21.2, в на много порядков ниже, чем эти же параметры для электронов. Так как плотность дырок очень мала, общая плотность электронов равна числу ионов донорных примесей, которое, как было показано, равно числу атомов донорных примесей. [39]
На рис. 21.2 энергетический уровень для донор-ной примеси обозначен как v Vд и проходит несколько ниже v V с. Далее будет показано, что при v V а заполненность энергетических уровней Ffn ( v) почти равна нулю, а это значит, что донорные атомы полностью освобождаются от электронов. Величина Ffn ( v) в области проводимости становится еще меньше, а количество возможных состояний до такой степени велико, что произведение возможных состояний на частичную занятость дает по существу распределение по плотностям и общее число плотности электронов, показанные на рис. 21.2, в. Однако в области валентных связей ниже v Vv величина Ffp ( v) изменяется экспоненциально и поэтому становится чрезвычайно малой, так что распределение плотности дырок, показанное на рис. 21.2, в на много порядков ниже, чем эти же параметры для электронов. Так как плотность дырок очень мала, общая плотность электронов равна числу ионов донорных примесей, которое, как было показано, равно числу атомов донорных примесей. [40]
В общем случае это не справедливо, так как имеет место зависимость времени жизни инжектированных носителей от уровня инжекции. Время жизни зависит от характера рекомбинационных центров, которые в зависимости от исходного материала, метода изготовления р-п перехода, вида примесей, с помощью которых регулируется время жизни в процессе изготовления, могут быть различными. Качественно можно отметить, что при высоких уровнях инжекции повышение плотности дырок увеличивает вероятность акта рекомбинации, что в конечном итоге приводит к некоторому снижению тр. [41]
Рассмотрим брусок германия тг-тина, в 1 смя которого за счет ионизации примесей содержится пи электронов. Допустим, что имеет место полная ионизация. Если приложить к бруску электрическое поле, то дырки начнут двигаться вдоль образца, выходя через отрицательный контакт. Из условия нейтральности ясно, что из образца должно уйти также соответствующее число электронов. Если теперь скорость генерации дырок внутри материала и скорость их инжекции через положительный контакт в сумме меньше скорости удаления их полем, то плотность дырок в образце уменьшается, и можно сказать, что имеет место эксклюзия. [42]
В активном режиме прямое смещение эмиттерного перехода создается за счет включения постоянного источника питания 1 / ЭБ, а обратное смещение коллекторного перехода - за счет включения источника t / KB. Величина 11ЭБ имеет небольшое значение, близкое к высоте потенциального барьера, и составляет доли вольт. Величина t / KB на порядок больше С / ЭБ и ограничивается напряжением пробоя коллекторного перехода. При включении источников питания 1 / ЭБ и 1 / КБ потенциальный барьер эмиттерного перехода снижается за счет С / Эв а потенциальный барьер коллекторного перехода повышается за счет 1 / КБ. Дырки эмиттера легко преодолевают понизившийся потенциальный барьер и за счет диффузии инжектируются в базу, а электроны базы - в эмиттер. Дырки эмиттера диффундируют в базе в направлении к коллекторному переходу за счет перепада плотности дырок по длине базы, большинство из них доходит до коллекторного перехода, а незначительная часть рекомбинирует с электронами базы. Для уменьшения потерь дырок на рекомбинацию базу делают тонкой. Распространяясь вдоль коллектора за счет перепада плотности вдоль коллектора, дырки достигают контакта коллектора и рекомбинируют с электронами, подходящими к выводу от источника. [43]
Страницы: 1 2 3