Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Электронно-дырочный переход

Электронно-дырочный переход – это основа полупроводниковых элементов.

Хим. эл-ты состоят из «+» заряженного ядра, вокруг него вращаются “-“ заряженные электроны. Электроны вращаются на разных орбитах. Для устойчивого состояния каждая из орбит должна содержать определенное число электронов. 1 орбита (ближе к ядру которая) содержит 2 электрона. 2 орбита – 8 электронов. 3 орбита – 18 электронов и т.д.

В активных элементах последний слой содержит меньше, чем требуется число электронов. Число электронов, находящихся на последнем слое называется валентностью. Элементы для организации устойчивого состояния объединяются в группы, таким образом, чтобы валентный слой был заполнен до устойчивого состояния. Такая связь – ковалентная, она слабая, неустойчивая. Число электронов, которые не обеспечивают устойчивое состояние, называются свободными,которые под действием сил перемещаются по области, создавая эл. Ток. Также в создании эл. тока участвуют электроны, подвергшиеся ионизации.

Ионизация - переход под воздействием внешних сил электронов с более низкой на более высокую орбиту. В качестве источника такой энергии служат- тепловая энергия, энергия облучающих воздействий и др. Для того, чтобы электрон перескочил с одной орбиты на другую, надо совершить работу выхода. Обратный процесс – переход с более высокой орбиты на низкую называется рекомбинацией. При этом высвобождается атомами энергия в виде изотопа. В теории полупроводников учитываются валентные электроны атомов. В качестве базового хим. эл-та исп-ся 4х валентные: германий, кремний. К чистым элементам добавляются примеси. Примеси: 3х валентный индий, алюминий. 5валентный мышьяк, фосфор. В результате получаются соединения у которых до устойчивости не хватает одного электрона или один свободный. 3х валентная примесь наз. акцептором, при котором соединяется структура с недостающим электроном. ( в теории полупроводников это называется с одной дыркой + заряд)

Дырочная проводимость Р – 5ти валентная примесь – донор.В этом случае в качестве носителя заряда является электрон. Проводимостьназ. электронной (N). Для организации полупроводника соединяют материалы с дырочной и электронной проводимостью. В результате такого соединения протекают электр. токи.

1) Р>N

Из-за разной концентрации носителей в Р и N областях происходит перемещение дырок в обл. N (○ →) и электроны в обл. Р (●→). Дырки и электроны являются основными носителями заряда, помимо этого в каждой из областей в результате ионизации или рекомбинации сущ. Не основные носители (в обл Р – электроны, в обл N – дырки)

Передвижение основных носителей создает диффузный ток (I Диф). Диффузия носителей в приграничной области и создающий слой неосновных носителей. Такой слой обладает большим сопротивлением. При этом структура становится вида 2. Концентрация в приграничном слое не основных носителей создает разность потенциалов, которая называется потенциальным барьером для основных носителей. Под воздействием разности потенциалов неосновных носителей начнут возвращаться в свои области, создавая дрейфовый ток.Он увеличивает концентрацию оси носителей, что вызывает увеличение диффузного тока. Равновесие в системе наступит когда I диф = I дрейф. и в системе будет создан устойчивый потенциальный барьер величиной Uк.

В рабочем режиме на P-N подаются смещения в виде напряжений внешних источников. При прямом вкл. (смещении) внешнее напряжение Uпр:

 

Внешний источник существенно повышает в соответствующих областях число основных носителей, повышающих концентрацию. Это приводит к увеличению Iдиф. В результате величина потенциального барьера Uк уменьшается и становится = Uк – Uпр.

Через PN течет ток Iпр, величина которого пропорциональна приложенному внешнему напряжению. Такое состояние называется открытым состоянием перехода. Обратное смещение

перехода выполняется путем вкл.

внешнего источника по схеме:

 

В результате вкл. Uобр, число основных носителей в каждой из зон увеличивается, число неосновных носителей увеличивается в приграничной области. Сопротивление перехода увеличивается до ∞ и создается потенциальный барьер U’к = Uк + Uобр

Такой потенциальный барьер могут преодолеть только неосновные носители, которые создают Iобр.




©2015 studenchik.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.