To tylko jedna z 3 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
60. Złącze p-n: narysuj strukturę energetyczną w stanie równowagi termodynamicznej. Omów zasadę działania złącza jako układu prostującego, narysuj rozkład bariery na złączu dla napięcia polaryzacji w kierunku zaporowym i kierunku przewodzenia. Struktura energetyczna w stanie równowagi termodynamicznej W równowadze termodynamicznej elektrony pochodzące od donorów znajdują się w obszarze n gdzie zobojętniają ładunek przestrzenny zjonizowanych donorów. Dziury pochodzące od akceptorów znajdują się w obszarze typu p gdzie zobojętniają ładunek przestrzenny zjonizowanych akceptorów. Pod nieobecność zewnętrznego pola elektrycznego elektrony i dziury nie mogą być tak rozdzielone i w skutek dyfuzji następuje ich wymieszanie tzn. dziury h wędrują z obszaru p do obszaru n pozostawiając w obszarze p ujemne jony akceptorowe, elektrony te wędrują z obszaru n do obszaru p pozostawiając w obszarze n dodatnio naładowane jony donorowe. Proces ten zachodzi do momentu, w którym nastąpi wyrównanie poziomów Fermiego w obu półprzewodnikach. Ta początkowa dyfuzja nośników spowoduje powstanie w złączu elektrycznej warstwy podwójnej, której pole elektryczne będzie przeciwdziałało dalszej dyfuzji nośników przez złącze. Obszar przejściowy charakteryzuje się stopniową zmianą koncentracji dziur i elektronów. Zmiana ta powoduje powstanie dipolowej warstwy elektrycznej. Warstwa ta wywołuje różnicę potencjałów eD, która uniemożliwia przepływ prądu dziur i elektronów przez złącze. Liczba elektronów w paśmie przewodnictwa jest znacznie większa po stronie półprzewodnika typu n niż typu p . Strumień elektronów Jnr skierowany w prawo składa się z tych elektronów , które miały dostateczną energię ażeby pokonać barierę potencjału, elektrony te rekombinują z dziurami. Strumień elektronów Jng skierowany w lewo powstaje z tej niewielkiej ilości elektronów generowanych dla utrzymania równowagi termicznej po prawej stronie : mogą one „zsuwać” się w „dół” do strony lewej. W równowadze Jnr+Jng = 0 na granicy złącza. To samo rozumowanie dotyczy dziur: Jpr+Jpg =0. Zatem gdy układ jest niespolaryzowany to: Jnr(0) + Jng(0) = 0 Przy polaryzacji złącza w kierunku przewodzenia, napięcie polaryzujące złącze powoduje zmniejszenie bariery potencjału Gdy przyłożymy napięcie w kierunku przewodzenia, to prąd związany z rekombinacja wzrośnie o czynnik Boltzmannna, nastąpi obniżenie bariery potencjalnej, co umożliwi większej liczbie
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)