Плотность - туннельный ток
Cтраница 1
Плотность туннельного тока в зависимости от свойств применяемых материалов определяется в основном изменением вероятности туннелирования электронов сквозь потенциальный барьер р-п перехода. [1]
Плотность туннельного тока получается путем умножения рассмотренной вероятности на некоторые параметры валентной зоны, а также на напряженность поля. [2]
Пока что были получены выражения для плотности туннельного тока, текущего за счет прямого туннельного перехода. [3]
Исследование диодов из арсенида галлия [54] показало, что для них справедливы аналогичные зависимости плотности туннельного тока от приведенной концентрации. [4]
Быстродействие туннельных диодов определяется отношением / р / С, которое увеличивается с увеличением концентрации примеси в исходном материале, так как при этом рост плотности туннельного тока опережает возрастание удельной емкости. Поэтому улучшение частотных свойств туннельных диодов при сохранении / Р связано с сокращением площади р-п перехода. [5]
Количество исследований, посвященных изучению этих явлений, невелико, однако значения концентрации ловушек от 1016 до 1020 см-3 можно считать установленными достаточно надежно, а их учет позволяет объяснить резкое уменьшение плотности туннельного тока. [6]
 |
Энергетическая диаграмма для барьера произвольной фор мы [ ( 14, иллюстрирующая параметры ф и As. [7] |
Оно было получено в ВКБД-приближении для температуры абсолютного нуля. Так как плотность туннельного тока J очень слабо зависит от температуры, то это равенство пригодно и для использования при более высоких температурах. Температурная зависимость / будет рассмотрена далее. Используем теперь ( 15) для получения ( / - 1 /) - характеристик асимметричного перехода ( см. рис. 3, е), наиболее часто встречающегося на практике. [8]
Это выражение получено в предположении параболической зависимости энергии электрона от волнового вектора и не учитывает: зависимость эффективной массы электрона от энергии под потенциальным барьером в запрещенной зоне двуокиси кремния; тепловое размытие распределения электронов по энергии в металлическом или полупроводниковом электродах; снижение высоты потенциального барьера за счет влияния сил зеркального изображения. Учет этих факторов существенно усложняет аналитическое описание зависимости плотности туннельного тока от напряженности электрического поля на инжектирующей границе раздела, не приводя, однако, к значительным изменениям общего вида зависимости. [9]
При прямом включении диода уже при небольших положительных напряжениях основные носители зарядов под действием внешнего поля устремляются через туннели, обусловливая резкое увеличение тока - первая восходящая ветвь. При напряжении Un туннельный ток достигает максимума вследствие насыщения туннелей. Если увеличивать напряжение дальше плотность туннельного тока становится настолько велика, что часть электронов вытесняется из туннелей и попадает под действие сильного поля р-п-перехода, которое направлено навстречу внешнему полю. В этом поле электроны меняют направление движения и, разгоняясь, вызывают лйвинный процесс размножения зарядов. Туннельные диоды обладают очень высоким быстродействием, благодаря чему получили широкое распространение в устройствах вычислительной техники. [10]
В полях высокой напряженности, возможен переход электронов из валентной зоны в зону проводимости также путем туннельного просачивания их через запрещенную зону. Этот эффект называется эффектом Зинера или электростатической ионизацией. Вероятность просачивания электронов, а следовательно, и плотность туннельного тока резко увеличиваются с ростом напряженности поля и уменьшаются с увеличением ширины запрещенной зоны. Более подробно этот эффект будет рассмотрен на примере туннельного пробоя р - - перехода. [11]
Это означает, что диод Исаки можно использовать в быстродействующих переключатедях или для высокочастотного ( микроволнового) усиления. Для достижения быстрого времени переключения ( - 10 - с) площадь перехода должна быть как можно меньше. К счастью, можно изготавливать достаточно малые переходы, в которых рабочий ток не ослабляется до неприемлемо низкого уровня, потому что плотность туннельного тока очень высока. [12]
Страницы: 1