КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Лекция 4. Переходные процессы в полупроводниковых диодах
1. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПОЛУПРОВОДНИКОВОМ ДИОДЕ С p – n -ПЕРЕХОДОМ Переходные процессы в полупроводниковых диодах связаны в основном с двумя явлениями, происходящими при быстром изменении напряжения на диоде или тока, протекающего через диод: 1) При малых прямых напряжениях (U пр < φ 0) и соответственно малых плотностях тока переходные процессы определяются перезарядкой барьерной емкости. От длительности переходного процесса зависит максимальная рабочая частота цифровых и импульсных устройств, детекторов высокочастотных колебаний в радиоприемных и других устройствах. 2) При сравнительно больших плотностях прямого тока (при U пр ~ φ 0) происходит накопление неосновных носителей заряда в базе диода и их рассасывание при уменьшении напряжения. Эти процессы ограничивают быстродействие мощных выпрямителей и ключевых схем. 2. БАРЬЕРНАЯ ЕМКОСТЬ p – n -ПЕРЕХОДА Для изготовления полупроводниковых диодов, как правило, используют несимметричные p – n -переходы. В них имеется низкоомная область эмиттера с большой концентрацией атомов примеси N э = 1017÷1019 см–3 и высокоомная область базы с меньшей концентрацией примеси N б = 1014÷1015 см–3. По обе стороны металлургической границы образуются слои полупроводника, обедненные основными носителями заряда (рис.1). Электрическое поле объемного заряда ионизированных примесей Е к создает потенциальный барьер для основных носителей заряда ψ 0 = qφ 0, где q =1.6·10–19 Кл – элементарный заряд. Контактная разность потенциалов φ 0 определяется отношением концентраций основных носителей заряда (электронов) в области эмиттера n n и неосновных носителей заряда (электронов) в базе n p:
n n/ n p = exp(φ 0/ φ т), где φ т = kT / q – термический потенциал, k = 1.38·10–23 Дж/К – постоянная Больцмана, Т – температура в градусах Кельвина. Концентрация n n и n p в диапазоне рабочих температур диода зависит от ширины запрещенной зоны Δ W и концентрации акцепторных N a и донорных N d примесей [1-4, 7]. Приложение к p – n- переходу небольшого прямого Δ U << φ 0 (или обратного) напряжения приводит к появлению дополнительного поля Е вн, что вызывает изменение толщины обедненной области Δ d p+Δ d n и объемного заряда ионизированных примесей Δ Q = |Δ Q б | = |Δ Q э |. Отношение С бар = |Δ Q /Δ U | определяет величину барьерной емкости перехода.
Дата добавления: 2014-01-11; Просмотров: 1081; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |