Диффузионный поток - дырка
Cтраница 2
Диффузией или сплавлением с одной стороны пластинки создается увеличенное содержание акцепторных ( берущих электроны из ковалент-иых связей между атомами кристаллической решетки и создающих дырочную р-проводи-мость) или донорных ( дающих электроны, не занятые в ковалентных связях, и создающие электронную n - проводимость) примесей при электронном или, соответственно, дырочном характере проводимости исходного материала пластинки. Граница между р-и и-слоями внутри кристалла называется p - n - переходом, в котором возникает объемный заряд, уравновешивающий встречные диффузионные потоки дырок из р-области в n - область и электронов из n - областа в р-область. [16]
 |
Схема включения триода для усиления колебаний напряжения. Подаваемые на вход ( слева слабые колебания напряжения повторяются с большей амплитудой на сопротивлении R. [17] |
В левой р-области транзистора примеси р-типа содержится в сотни раз больше, чем примеси га-типа в - области. Поэтому, когда левый переход включен в прямом направлении, прямой ток через переход состоит в основном ( около 99 %) из диффузионного потока дырок из р-области. [18]
В левой / - области транзистора примеси р-тша содержится в сотни раз больше, чем примеси - типа в л-области. Поэтому, когда левый переход включен в прямом направлении, прямой ток через переход состоит в основном ( около 99 %) из диффузионного потока дырок из р-об-ласти. [19]
Пусть в некоторой области примесного полупроводника, например га-типа, генерируются носители заряда. Допустим, что происходит независимая диффузия неравновесных носителей заряда в соответствии с коэффициентами диффузии Dn и Dp. Если DnDp, то диффузионный поток электронов превышает диффузионный поток дырок, в результате чего происходит образование объемного заряда электронов. В той части образца, откуда происходит диффузия, накапливается положительный объемный заряд дырок. В возникшем вследствие образования объемных зарядов электрическом поле потечет ток, обусловленный как основными, так и неосновными носителями заряда, который нейтрализует объемные заряды. Поскольку ток основных носителей заряда во много раз превышает ток неосновных носителей заряда, электронейтральность восстанавливается за счет перераспределения в пространстве основных носителей заряда. [20]
 |
Устройство ( а и схема включения ( б фототранзистора. [21] |
Дырки - неосновные носители - диффундируют к коллекторному переходу и выбрасываются в коллектор, увеличивая ток в его цепи, подобно тому, как это происходит в фотодиоде. Но для фототранзистора характерен еще один процесс, отличающий его от фотодиода. Образовавшиеся электроны - основные носители базовой области - не могут покинуть базу, так как базовый вывод отсутствует. Скапливаясь в базе, они увеличивают отрицательный объемный заряд, в том числе и у эмиттерного перехода. В результате потенциальный барьер у этого перехода снижается и развивается диффузионный поток дырок из эмиттера в базу. Дырки, диффундируя в толще базы, подходят к коллекторному переходу и выбрасываются полем этого перехода в коллектор. [22]
Рассеяние происходит под действием кулоновских сил. Однако имеются и отличия. В заданном электрическом поле электроны и дырки движутся навстречу друг другу. Их эффективные массы соизмеримы между собой. Поэтому дрейфовый поток электронов сильно тормозится дрейфовым потоком дырок и дрейфовая подвижность сильно уменьшается с ростом концентрации носителей заряда. В то же время влияние электронно-дырочного рассеяния на коэффициенты диффузии электронов и дырок слабое. В большинстве полупроводниковых приборов возникают условия, при которых в большей части прибора избыточные концентрации An Ар. Диффузионные потоки дырок и электронов направлены в одну и ту же сторону, что приводит к перераспределению направленного импульса между этими носителями, но не к его затуханию. [23]
Интересно рассмотреть уравнения (8.157) - (8.164) с более физической точки зрения. Ток в пропускном направлении образуется вследствие инжекции дырок в га-область и электронов в р-область. Потенциальный барьер при наличии равновесия показан сплошной линией. Он удерживает основную массу электронов в га-области и основную массу дырок в р-области. При наложении положительной разности потенциалов F0 высота барьера понижается на величину F0, что на фиг. Теперь больше электронов может перейти из га-области в р-область, образуя электронный ток в пропускном направлении. Аналогично, возросшее число дырок, переходящих из р-области в га-область, образует прямой дырочный ток. С другой стороны, если F00, то высота барьера возрастет, а обратные токи упадут до значений запорных токов. Когда F0 велико и отрицательно, никакого потока электронов из га-области в р-область нет, остается только поток зарядов, обусловленный диффузией электронов из р-области по направлению к потенциальному барьеру, пройдя который они скатываются в га-область, и аналогичный диффузионный поток дырок из га-области. Порядок величины плотности тока насыщения можно легко оценить исходя из величины этих диффузионных токов. [24]
Страницы: 1 2