Диффузия - основной носитель
Cтраница 3
Если к полупроводниковому вентилю приложить внешнее электрическое поле, направленное от слояр к слою п, как это показано стрелкой на рис. 18 - 55 е, то под действием этого поля диффузия основных носителей зарядов - дырок из слоя р и электронов из слоя п - сильно возрастет, сопротивление р-п-перехода резко снизится и через, переход пойдет значительный прямой ток. [31]
Потенциальный барьер между р - и л-областью соответственно уменьшается. Диффузия основных носителей через р-л-пе-реход значительно облегчается и во внешней цепи возникает ток, примерно равный току диффузии. [32]
Но на нагретых концах ветвей термоэлемента носители заряда приобретают большие энергии. Поэтому опять происходит диффузия основных носителей заряда от нагретого конца в каждой ветви термоэлемента, связанная с выравниванием средней энергии, приходящейся на один носитель определенного знака. [33]
За нулевой потенциал на рисунке принят потенциал заземленной n - области. При увеличении потенциального барьера диффузия основных носителей затрудняется настолько, что ток диффузии уже при незначительном напряжении U практически обращается в нуль и результирующий ток р-п перехода согласно формуле ( 2 - 1) / р-п / диф - / о - Л оказывается примерно равным току насыщения неосновных носителей. [34]
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. [36]
При прямом включении ( источник внешнего напряжения включается плюсом к р-области, а минусом к n - области) поле, создаваемое источником внешнего напряжения, направлено навстречу собственному полю p - n - перехода и напряжение источника вычитается из контактной разности потенциалов. Соответственно уменьшается потенциальный барьер между р - и - областями и облегчается диффузия основных носителей заряда через р-п-переход. [37]
Вследствие этого результирующий заряд донорных и акцепторных ионов по обе стороны границы раздела зон уже не нейтрализуется подвижными носителями заряда и в р-зоне возникает отрицательный объемный заряд, а в я-зоне - положительный. Между обеими зонами возникает разность потенциалов Д [ /, и в прилегающих к границе слоях действует электрическое поле, ограничивающее диффузию основных носителей и способствующее прохождению через р - n переход неосновных носителей. В результате устанавливается равновесие, при котором отсутствует обмен носителями заряда между зонами. [38]
Следовательно, с ростом уровня инжекции тв уменьшается. Это происходит потому, что в результате разбаланса между концентрациями основных и инжектированных неосновных носителей в базе возникает дополнительное электрическое поле, которое уменьшает диффузию основных носителей и является ускоряющим для неосновных носителей. [39]
В этом случае потенциальный барьер между p - n - областями уменьшается. Диффузия основных носителей через р-дг-переход облегчается и во внешней цепи возникает ток, примерно равный току диффузии. [40]
Процессы в р-п переходе обусловлены различием концентраций электронов и дырок в кристалле. До момента слияния р - и - части были электрически нейтральными. После слияния происходит диффузия основных носителей - дырок - из р-области в n - область и электронов - из n - области в р-область; возникает ток диффузии / диф / р диф Ai диф, направление которого совпадает с направлением диффузии дырок. [41]
Очевидно, что само существование потенциальных барьеров для основных носителей на р - / г-переходе обусловливает выпрямляющие свойства р - - перехода при подаче на него внешнего напряжения. Генерация неосновных носителей заряда обусловлена первоначальной диффузией основных носителей и зависит от их концентрации, которая может быть увеличена при действии внешнего электрического поля. Рекомбинация будет в основном определяться временами жизни неосновных носителей, которые связаны с их диффузионной длиной. [42]
Различают два механизма распространения включенного состояния по площади тиристора: диффузионный и дрейфовый. Как следует из самих названий, эти механизмы отличаются друг от друга способом переноса основных носителей в базовых слоях из включенной области в соседние невключенные участки тиристора. Если перенос осуществляется преимущественно за счет диффузии основных носителей заряда, то говорят, что преобладает диффузионный механизм распространения включенного состояния. Если же перенос основных носителей осуществляется преимущественно за счет дрейфа, то говорят, что преобладает дрейфовый механизм распространения включенного состояния. [43]
При низком уровне инжекции геКЛ Б, поле мало и дрейфовым током электронов в базе можно пренебречь. При высоком уровне инжекции rt3 / Vg, максимальное значение поля в большей части базы стабилизируется на уровне фт / t и дрейфовый ток электронов становится равным диффузионному. Это связано с тем, что электрическое поле в базе, уравновешивая диффузию основных носителей заряда - - дырок, в то же время ускоряет движение неосновных носителей заряда - электронов - от эмиттера к коллектору. [44]
 |
Вольт-амперная характеристика р-п перехода ( а при прямом ( б и обратном ( в включении. [45] |
Страницы: 1 2 3 4 5