Rodzaje złącz p-n - omówienie

Rodzaje złącz p-n
a) Złącza LH - złącza półprzewodników o tym samym przewodnictwie, lecz różnej koncentracji domieszek, np. złącze PP+, NN+. b) Złącze MS - złącze metalu z półprzewodnikiem (metal-semiconductor) c) Heterozłącza - złącza dwóch różnych półprzewodników np. germanu i krzemu
Przedstaw model pasmowy złącza p - n bez polaryzacji zewnętrznej.
Przedstaw model pasmowy złącza p - n dla polaryzacji przewodzenia.
Przedstaw model pasmowy złącza p - n dla polaryzacji zaporowej.
- prądy dyfuzji, - prądy unoszenia, Kółeczkami ze znakiem oznaczono swobodne nośniki ładunku, kwadracikami ładunki zjonizowanych donorów i akceptorów.
Przedstaw mechanizm powstawania złącza p - n .Wyjaśnij pojęcia: bariera potencjału;
warstwa zaporowa; napięcie dyfuzyjne.
Złącze pn otrzymuje się przez odpowiednie rozmieszczenie domieszek, które zmieniają własności półprzewodnika. Domieszka donorów - atomów, które mają nadmiar elektronów w porównaniu z atomami sieci krystalicznej, wprowadza poziomy w pobliżu dna pasma przewodnictwa, natomiast domieszka akceptorów, które mają mniej elektronów niż atomy sieci, wprowadza poziomy w pobliżu wierzchołka pasma walencyjnego. W temperaturze wyższej od zera bezwzględnego w półprzewodnikach istnieją swobodne dziury i elektrony. W obszarze domieszkowanym akceptorami, zwanym obszarem typu p, koncentracja swobodnych dziur przewyższa koncentrację elektronów. W materiale donorowym (typ n) koncentracja elektronów przewyższa koncentrację dziur. Mówimy, że w materiale istnieją nośniki większościowe np. dziury w obszarze typu p i mniejszościowe np. elektrony w obszarze p. Swobodne nośniki przemieszczają się w wyniku dyfuzji. Część dziur z obszaru p znajdzie się w obszarze typu n, a część elektronów z obszaru n przemieści się do obszaru p. Na granicy obszarów n i p powstaje dipolowa warstwa ładunku przestrzennego zwana warstwą zubożoną lub warstwą zaporową. Siły elektrostatyczne wytwarzane przez ładunki jonów utrudniają dalszy ruch dyfuzyjny nośników większościowych, natomiast na nośniki mniejszościowe powstałe pole elektryczne działa przyśpieszająco. Przez złącze płyną przeciwnie skierowane prądy dyfuzji i prądy unoszenia dziur i elektronów.
Jeżeli złącze znajduje się w stanie równowagi termodynamicznej i bez przyłożonego napięcia,
to prądy dyfuzji i unoszenia muszą być równe oddzielnie dla dziur i dla elektronów.
(1) Indeksy p i n oznaczają odpowiednio prądy dziur i elektronów.

(…)

… POTENCJAŁU
W obszarze złącza, w wyniku istnienia ładunku przestrzennego o przeciwnym potencjale, indukuje się pole elektryczne i powstaje bariera potencjału. Powstałe pole elektryczne przeciwdziała dyfuzji nośników większościowych powyżej pewnego poziomu, natomiast zwiększa przepływ nosników mniejszościowych, czyli elektronów swobodnych z obszaru typu p do obszaru typu n, oraz dziur z obszaru typu n…
... zobacz całą notatkę