Cтраница 4
Кроме того, эти полупроводники обладают высокой концентрацией носителей и высокими значениями их подвижности. При этих условиях носители заряда преодолевают запирающий слой без соударений. Следовательно, диффузионная составляющая тока мала по сравнению с дрейфовой и из полупроводника в металл переходят только те электроны, которые обладают достаточно большой кинетической энергией. Теория выпрямления для этого случая называется диодной. [46]
Своеобразные условия на границе полупроводник-металл приводят к образованию переходных слоев, изучение которых представляет исключительную важность для понимания процесса выпрямления. Для многих задач ( электролитические покрытия, зарядка аккумуляторов, электросварка, автоматика и др.) нужен постоянный ток. Для преобразования переменного тока в постоянный при высоких напряжениях применяются парообразные ртутные выпрямители, при низких же напряжениях - твердые выпрямители из полупроводников. Поэтому вопросы теории выпрямления представляют не только теоретический, но и практический интерес. Выпрямление определяется переходными слоями с распределенным в них зарядом, возникающим на границе полупроводника с металлом или другим полупроводником. Явления эти определяются прежде всего электронным или дырочным механизмом проводимости данных полупроводников. Эти явления впервые были изучены А. В. Иоффе, обнаружившей ряд новых принципиальных фактов. [47]
Иначе обстоит дело в полупроводнике с небольшим числом центров рекомбинации, например в монокристалле с / - л-переходом. В хорошем монокристалле продолжительность жизни носителей тока велика и только незначительная их часть рекомбипирует в узкой переходной области. У границы /; - л-перехода и / 7-области создается повышенная концентрация электронов, а у границы перехода и я-об-ласти - дырок. Аналогично справа от перехода накапливаются дырки и в л-области существует убывающий дырочный ток. Теорию выпрямления на р - я-переходе в кристалле с небольшой концентрацией рекомбинационных центров следует рассмотреть подробнее, так как, во-первых, она непосредственно применима к имеющим большое техническое значение германиевым и кремниевым выпрямителям ( § 59) и, во-вторых, ее результаты используются в теории плоскостных полупроводниковых триодов. [48]
Какие вещества относятся к полупроводникам. Какой проводимостью обладают полупроводники. Как влияют на проводимость полупроводника примеси. В чем состоит теория выпрямления полупроводникового выпрямителя. [49]
Уравнения вольт-амперных характеристик контакта металл - полупроводник (58.8) и (58.9) и п - / / - перехода (58.35) дают практически одинаковую зависимость тока от приложенного напряжения. Та же зависимость получается и для физически сходного с п - / / - переходом контакта двух химически различных полупроводников с противоположными механизмами проводимости. Кроме того, сжатие и расширение запорного слоя и связанное с этим изменение емкости выпрямителя протекают во всех случаях качественно одинаково. Отсюда следует, что для относительно сложных слоев, образующихся вблизи металлических электродов, атомы которых могут диффундировать в полупроводник, изменяя его электрические свойства, нельзя сделать однозначного заключения о природе запорного слоя на основании измерения вольт-амперной характеристики и емкости. Результаты измерений качественно объясняются как теорией выпрямления на запорном слое контакта металл - - полупроводник, так и теорией выпрямления на запорном слое контакта электронного и дырочного полупроводников. [50]
Это основное свойство селеновых элементов создается особым слоем, который образуется на границе полупроводника, в данном случае - на границе селена с металлическим электродом. Этот слой называется запирающим. У элементов ABC он находится яа границе слоя селена и верхнего электрода ( рис. 1), а у элементов ТВС - на границе основания ( нижнего электрода) и слоя селена. Существуют различные теории, объясняющие физический процесс выпрямления на границе полупроводника с металлом. Однако в задачу данной брошюры не входит изложение теории выпрямления. Читатели, интересующиеся теоретическими вопросами выпрямления тока в полупроводниках, могут прочитать об этом в специальной литературе, список которой приведен в конце брошюры. [51]
Уравнения вольт-амперных характеристик контакта металл - полупроводник (58.8) и (58.9) и п - / / - перехода (58.35) дают практически одинаковую зависимость тока от приложенного напряжения. Та же зависимость получается и для физически сходного с п - / / - переходом контакта двух химически различных полупроводников с противоположными механизмами проводимости. Кроме того, сжатие и расширение запорного слоя и связанное с этим изменение емкости выпрямителя протекают во всех случаях качественно одинаково. Отсюда следует, что для относительно сложных слоев, образующихся вблизи металлических электродов, атомы которых могут диффундировать в полупроводник, изменяя его электрические свойства, нельзя сделать однозначного заключения о природе запорного слоя на основании измерения вольт-амперной характеристики и емкости. Результаты измерений качественно объясняются как теорией выпрямления на запорном слое контакта металл - - полупроводник, так и теорией выпрямления на запорном слое контакта электронного и дырочного полупроводников. [52]
Еще в 70 - х годах прошлого столетия было установлено, что контакт между металлом и некоторыми полупроводниками обладает выпрямляющими свойствами. Основанные на этом принципе кристаллические детекторы широко использовались в первые годы развития радиотехники, пока не были вытеснены электронными лампами. В 30 - х годах были разработаны меднозакисные и селеновые выпрямители, которые нашли широкое применение в электротехнике. В эти же годы были подробно изучены явления, происходящие на контакте полупроводника с металлом, и разработана теория этих явлений, позволившая объяснить основные наблюдаемые на опыте закономерности. Позже было установлено, что наилучшие условия для выпрямления могут быть осуществлены на контакте двух полупроводников - электронного и дырочного. Теория выпрямления на контакте двух полупроводников начала особенно быстро развиваться после открытия германиевых и кремниевых диодов и в свою очередь способствовала значительному прогрессу в усовершенствовании этих приборов. [53]
Еще в 70 - х годах прошлого столетия было установлено, что контакт между металлом и некоторыми полупроводниками обладает выпрямляющими свойствами. Основанные на этом принципе кристаллические детекторы широко использовались в первые годы развития радиотехники, пока не были вытеснены электронными лампами. В 30 - х годах были разработаны медио-закисные и селеновые выпрямители, которые нашли широкое применение в электротехнике. В эти же годы были подробно изучены явления, происходящие на контакте полупроводника с металлом и разработана теория этих явлений, позволившая объяснить основные наблюдаемые на опыте закономерности. Позже было установлено, что наилучшие условия для вьырнмленпя могут быть осуществлены на контакте двух полупроводников - электронного и дырочного. Теория выпрямления на контакте двух полупроводников начала особенно быстро развиваться после открытия горманяевык и кремниевых диодов и в свою очередь способствовала значительному прогрессу в усовершенствовании этих приборов. Было установлено, что и в селеновых и в модно закнспых выпрямителях между металлом и основным слоем полупроводника, обладающего дырочной проводимостью, имеется прослойка, обладающая электронной проводимостью, и выпрямление фактически происходит на контакте между полупроводником и этой прослойкой. [54]