Электрическое поле - переход
Cтраница 4
Как сказано в § 4.9, при движении носителей через область объемного заряда коллекторного перехода в цепи коллектора проходит ток, связанный с изменением электрического поля в области перехода. Если через транзистор проходит синусоидальный сигнал, то и концентрация носителей во времени изменяется синусоидально. Кроме того, носители направленно движутся в электрическом поле перехода. [46]
 |
Распределение напряженности электрического поля. в области объемного заряда резкого р - п перехода. [47] |
Кроме того, на поверхности полупроводника всегда адсорбируются ионы различных металлов. Они создают так называемый поверхностный заряд. Их плотность может достигать 1011 - 1012 единиц на квадратный сантиметр поверхности. Попадая в обедненный слой р-п перехода на поверхности структуры, эти заряды перемещаются под действием электрического поля перехода и создают поверхностный ток утечки. Температурная зависимость этой составляющей поверхностного тока, как и сама физика поверхностных процессов, весьма сложна и здесь не рассматривается. В § 3.1, показаны конструк тивные решения, которые используются для уменьшения поверхностного обратного тока силовых диодов. [48]
В зоне р-п перехода существует электрическое поле, напряженность которого направлена от полупроводника п-типа к полупроводнику р-типа. Это поле препятствует процессу диффузии основных носителей заряда и вызывает дрейф неосновных носителей заряда. На рис. 2.1, г приведены графики потенциальной энергии дырок и электронов. В глубине дырочного полупроводника потенциальная энергия дырок W равна некоторому постоянному значению, а при приближении к зоне р-п перехода энергия W начинает расти за счет потенциальной энергии электрического поля р-п перехода. В глубине слоя гс-типа потенциальная энергия дырок максимальна и превосходит эту энергию в полупроводнике р-типа на eUK, обусловленную потенциальной энергией двойного электрического слоя. [50]
 |
Смещение р-п перехода в обратном направлении.| Диаграмма изменения энергетических зон полупроводника с р-п переходом при обратном смещении. [51] |
Однако концентрация таких электронов в n - области экспоненциально убывает с ростом энергетического барьера. Поэтому диффузионный ток электронов из - области в р-область быстро уменьшается практически до нуля с ростом обратного напряжения на переходе. Аналогично резко до нуля уменьшается и диффузионный ток дырок из р-области в - область. Однако неосновные носители ведут себя по-другому. Дырки из - области, попадающие благодаря тепловому движению в область объемного заряда перехода, перебрасываются электрическим полем перехода в р-область. Аналогично электроны из р-области, попадающие в область объемного заряда, перебрасываются в n - область. [52]
Напряжение источника Ек включено по отношению ко второму ( правому) p - n - переходу вобратном направлении и запирает его. Для дырок, расположенных в правой р-области кристалла и являющихся для этой области основными носителями, электрическое поле, созданное напряжением источника Ек, является тормозящим, и поэтому эти дырки в базовую область не проходят. В то же время для дырок, находящихся в области базы, электрическое поле перехода будет ускоряющим, и под его действием дырки втягиваются в правую область кристалла. Эта область как бы собирает носители заряда, пришедшие из базы, и поэтому получила название коллектора. Правый переход, разделяющий базу и коллектор, назван коллектор-н ы м переходом. Электроны, пришедшие к коллекторному переходу вместе с дырками, не могут пройти в область колллектора, а отталкиваются электрическим полем перехода обратно к базовому выводу. В базовом выводе происходит движение двух электронных потоков: одного - в направлении от базового вывода к эмкт-терному переходу транзистора и другого - в обратном направлении - от коллекторного перехода в базовый вывод. Их разность и составляет базовый ток транзистора, который представляет собой ток, обусловленный процессом рекомбинации. [53]
Страницы: 1 2 3 4