Распределение - концентрация - носитель
Cтраница 3
Первые два допущения означают, что падение напряжения в транзисторе локализуется на р-я-переходах, а эффективность эмиттера не зависит от его тока. Из последнего допущения следует, что распределение концентрации носителей в базе насыщенного транзистора является суммой распределений концентраций носителей в базе для нормального и инверсного активных режимов включения транзистора. [31]
Как было установлено, л-л - контакт может влиять на распределение носителей заряда в базе, а следовательно, и на характеристики диода. При достаточно больших концентрациях примеси в базе диода пп рп и рассмотренные выше эффекты отклонения концентрации носителей от равновесной незначительны и не оказывают практического влияния на распределение концентрации носителей в базе диода. [32]
Подобный п - р переход может быть создан внутри полупроводника, если в одну часть образца внести донорную примесь, а в другую - акцепторную. При этом образуются области электронной и дырочной проводимости, между которыми создается переходная область, п - р переход, обладающая большим сопротивлением. Распределение концентрации носителей, ход химического и электрического потенциалов определяют распределение примесей. Рассмотрим полупроводник в области температур, в которой все примеси ионизированы, то есть все донорные уровни свободны, а акцепторные заняты электронами. [33]
Действительно, концентрация неосновных носителей при х хр должна в некоторой степени зависеть от свойств [ д, & ( х) ] обедненного слоя, через который они переносятся, а обедненный слой не может быть идеальным стоком для носителей заряда, как это предполагалось ранее. Например, в GaAs ц начинает насыщаться при & - 2 - 103 В / см и значение vsi составляет - 107 см / с. При этих условиях распределение концентрации носителей в структурах с р-л-переходом можно приближенно представить кривой 1, показанной на рис. 1.8. В гомогенных переходах, создаваемых в кремнии, минимальная концентрация носителей, определяемая исходя из значения vsi, намного меньше концентрации фотогенерированных носителей, следовательно, эффект ограничения скорости носителе заряда не играет важной роли, и с достаточной степенью точности можно полагать, что пр пр0 при х хр. Однако в материалах с прямыми оптическими переходами, имеющих, как правило, значительно меньшее время жизни носителей, максимальная концентрация фотогенерированных носителей в обедненном слое существенно ниже, и влияние рассматриваемого эффекта на концентрацию оказывается более сильным. Если при расчете концентрации электронов в обедненном слое предположить, что их скорость составляет vs [, то коэффициент, определяющий уменьшение JL, приблизительно равен ( 1 - A / ( Lnvsi)), где DnviLn - параметры носителей в квазинейтральной области. [35]
Ток в полупроводниках представляет собой перемещение электронов и дырок и содержит дрейфовую и диффузионную составляющие. Дрейфовая составляющая тока пропорциональна концентрации носителей, а диффузионная - наклону пространственного распределения этой концентрации. Следовательно, нужно знать распределение концентрации носителей в кристалле, а для БИС, кроме того, изменение концентрации носителей от температуры и концентрации примеси. [36]
Второй случай, который представляет интерес при работе транзисторов в качестве переключательных элементов, соответствует закрытому состоянию эмиттерного и коллекторного переходов. Распределение концентращии неосновных носителей, возникающее - при этом, изображено на фиг. Так как концентрации неосновных носителей в этом случае оказываются весьма незначительными, то соответствующие данному состоянию остаточные токи также очень малы. По распределению концентрации носителей определяются и направления токов. Эмиттерный и базовый токи меняют свое направление по сравнению с рассмотренным ранее случаем. [37]
Транзисторы с инжектирующим эффектом IEGT могут быть отнесены к классу полевых тиристоров. В базовой ячейке GTO ( 2.67, а) высокая концентрация носителей в базовом л - - слое достигается благодаря двусторонней инжекции как со стороны анода, так и со стороны катода В структуре IGBT ( 2.67, б) концентрация носителей в л - - слое со стороны эмиттера является относительно низкой. Это определяется тем, что дырки, инжектированные из слоя коллектора, достаточно легко проходят до эмиттерного электрода через слой узкой р-базы. Если увеличить размеры затвора, как это сделано в ячейке IEGT ( 2.67, в), дырки будут накапливаться в л - слое и со стороны эмиттера. Это обусловлено ограничением продольного потока дырок соответствующим сопротивлением п - - слоя. В результате со стороны п - эмиттера начнется усиленная инжек-ция электронов для нейтрализации накопленного дырочного заряда При этом распределение концентрации носителей будет соответствовать тиристорной структуре, a IEGT будет иметь достаточно низкие прямые падения напряжения при высоких плотностях рабочего тока Поскольку механизм переключения структуры аналогичен процессам в транзисторах с изолированным затвором, рассматриваемый ключ имеет хорошие динамические показатели. [38]
Страницы: 1 2 3