Генерация - пары - носитель - заряд
Cтраница 1
Генерация пар носителей заряда и рекомбинация происходят одновременно. Поэтому в полупроводнике устанавливается динамическое равновесие, определяющее равновесную концентрацию электронов и дырок. [1]
Электропроводность, обусловленную генерацией пар носителей заряда электрон - дырка, называют собственной электропроводностью. Возвращение возбужденных электронов из зоны проводимости в валентную зону, в результате которого пара носителей заряда электрон - дырка исчезает, называют рекомбинацией. Рекомбинации сопровождается выделением кванта энергии в виде фотона. [2]
Электропроводность, обусловленную генерацией пар носителей заряда электрон - дырка, называют собственной электропроводностью. Возвращение возбужденных электронов из зоны проводимости в валентную зону, в результате которого пара носителей заряда электрон-дырка исчезает, называют рекомбинацией. Рекомбинация сопровождается выделением кванта энергии в виде фотона. [3]
 |
Структура и схема включения фототранзистора со свободной базой.| Выходные характеристики фототранзистора [ IMAGE ] - 12. Структура и схема включения полевого фототранзистора с каналом п-типа. [4] |
Фотоны вызывают в базе генерацию пар носителей заряда - электронов и дырок. Они диффундируют к коллекторному переходу, в котором происходит их разделение так же, как и в фотодиоде. Дырки под действием поля коллекторного перехода идут из базы в коллектор и увеличивают ток коллектора. А электроны остаются в базе и повышают прямое напряжение эмиттерного перехода, что усиливает инжекцию дырок в этом переходе. За счет этого дополнительно увеличивается ток коллектора. В транзисторе типа п - р - п все происходит аналогично. [5]
 |
Зависимость удельной проводимости беспримесного полупроводника от температуры.| Зависимость концентрации свободных частиц, их подвижности и удельной проводимости ге-полупроводника от температуры. [6] |
Электропроводность полупроводника, обусловленную генерацией пар носителей зарядов, называют собственной электропроводностью, а обусловленную ионизацией атомов примесей - примесной электропроводностью. Кроме того, различают дырочную и электронную электропроводности, обусловленные в основном перемещением дырок и электронов соответственно. [7]
Под влиянием освещения в области базы происходит генерация неравновесных пар носителей заряда. При малом уровне инжекции и равномерном распределении примеси в базе можно считать, что неравновесные носители в базе перемещаются к эмиттерному и коллекторному переходам только за счет диффузии. Электрическое поле коллекторного перехода не препятствует уходу дырок из базы в коллектор, но задерживает электроны в базовой области. Парные заряды как бы разделяются на коллекторном переходе. В связи с тем, - - что база не имеет вывода, электроны остаются в базовой области, создавая отрицательный пространственный заряд. Этот отрицательный пространственный заряд воздействует на эмиттерный переход, смещая его в прямом направлении. Уменьшение высоты потенциального барьера вызывает инжекцию из эмиттера в базу дополнительных дырок. Небольшая их часть ре-комбинирует в базе с электронами, большая же часть диффундирует через базу к коллекторному переходу и уходит в коллектор, увеличивая его ток. [8]
 |
Разделение возбужденных светом носителей под действием поля п - / - перехода [ IMAGE ] - 8. Зависимость фото - ЭДС от светового потока [ IMAGE ] - 9. Схема включения вентильного фотоэлемента. [9] |
Фотоны, воздействуя на и-р-переход и прилегающие к нему области, вызывают генерацию пар носителей заряда. Возникшие в и - и / - областях электроны и дырки диффундируют к переходу, и если они не успели рекомбинировать, то попадают под действие внутреннего электрического поля, имеющегося в переходе. Это поле также действует и на носители заряда, возникающие в самом переходе. Поле разделяет электроны и дырки. Для неосновных носителей, например для электронов, возникших в / - области, поле перехода является ускоряющим. Оно перебрасывает электроны в л-область. Аналогично дырки перебрасываются полем из п-области в р-область. [10]
При температуре, превышающей некоторое критическое значение Ткр, в примесном полупроводнике начинает преобладать тепловая генерация пар носителей зарядов: электронов проводимости и дырок. Чем шире запрещенная зона AW3, тем большее значение имеет критическая температура. Участок АБ располагается в интервале температур ( включая и комнатную), в пределах которых обычно эксплуатируются большинство полупроводниковых приборов. [11]
При температуре, превышающей некоторое критическое значение Гкр, в примесном полупроводнике начинает преобладать тепловая генерация пар носителей зарядов: электронов проводимости и дырок. Чем шире запрещенная зона AW3, тем большее значение имеет критическая температура. Участок АБ располагается в интервале температур ( включая и комнатную), в пределах которых обычно эксплуатируются большинство полупроводниковых приборов. [12]
При температурах выше абсолютного нуля некоторые электроны валентной зоны могут быть переброшены в зону проводимости - возможна тепловая генерация пар носителей заряда, в зоне проводимости появляются свободные электроны, а в валентной зоне - дырки. Процесс тепловой генерации возможен даже при очень низких температурах из-за значительных флуктуации ( отклонений) энергий тепловых колебаний атомов от средней энергии тепловых колебаний атомов относительно узлов кристаллической решетки. [13]
Важнейшими из них являются: теория выпрямления тока в контакте металл-полупроводник, предложенная Б. И. Давыдовым; квантовая теория полупроводников и теория генерации пар носителей заряда электрон - дырка; разработка полупроводниковых термоэлектрических батарей. Френкеля, Л. Д. Ландау, Б. И. Давыдова и др. создана теория фото - ЭДС в полупроводниках. [14]
Если температура p - n - перехода возрастает в результате его нагрева обратным током и недостаточного теплоотвода, то усиливается - процесс генерации пар носителей заряда. Это, в свою очередь, приводит к дальнейшему увеличению обратного тока и нагреву р-п-перехода, что может вызвать разрушение перехода. Такой процесс называют тепловым пробоем. Тепловой пробой разрушает р-п-переход. [15]
Страницы: 1 2