Полупроводниковые приборы Зонная теория полупроводников

(диэлектрик)
Кристаллическая решетка полупроводника

– дырка» вследствие какого-либо энергетического воздействия, но и введением в

структуру полупроводника определенных примесей.

Примеси могут быть донорного и акцепторного типа. Такую же роль, как примеси, могут играть различные дефекты кристаллической решетки: пустые узлы, дислокации или сдвиги, возникающие при пластической деформации кристалла и т. д.

с акцепторными примесями (р-тип)


Примесная электропроводность полупроводников

такие переходы называют несимметричными.

Несимметричные p-n-переходы используются шире, чем симметричные,

поэтому в дальнейшем будем рассматривать только их.

p-n-переход, у которого концентрации дырок и электронов практически равны,


называют симметричным.

Образование p-n перехода

из мест с большой концентрацией в места с меньшей концентрацией.

Так дырки будут диффундировать из области p в область n, а электроны – наоборот, из области n в область p. Это направленное навстречу друг другу перемещение электрических зарядов образует диффузионный ток p-n-перехода. Но как только дырка из области p перейдет в область n, она оказывается в окружении электронов, являющихся основными носителями электрических зарядов в области n. Поэтому велика вероятность того, что какой-либо электрон заполнит свободный уровень в дырке и произойдет явление рекомбинации, в результате которой не будет ни дырки, ни электрона, а останется электрически нейтральный атом полупроводника.

зарядом иона акцепторной примеси в области p, а заряд электрона

– положительным зарядом иона донорной примеси в области n, то после рекомбинации дырки и электрона электрические заряды неподвижных ионов примесей, породивших эту дырку и электрон, остались не скомпенсированными. И в первую очередь не скомпенсированные заряды ионов примесей проявляют себя вблизи границы раздела, где образуется слой пространственных зарядов, разделенных узким промежутком

барьера, а разность потенциалов на границе раздела двух зон, обусловливающих

это поле, называют контактной разностью потенциалов

При отсутствии внешнего электрического поля устанавливается динамическое равновесие между потоками основных и неосновных носителей электрических зарядов, то есть между диффузионной и дрейфовой составляющими тока p-n-перехода, поскольку эти составляющие направлены навстречу друг другу

напряженности

барьера и увеличению количества основных носителей, диффундирующих через границу раздела

в соседнюю область, которые образуют так называемый прямой ток p-n-перехода. При этом вследствие уменьшения тормозящего, отталкивающего действия поля потенциального барьера на основные носители, ширина запирающего слоя уменьшается и соответственно уменьшается его сопротивление.

носители после перехода границы раздела становятся неосновными в противоположной области

полупроводника и, углубившись в нее, рекомбинируют с основными носителями этой области, но, пока подключен внешний источник, ток через переход поддерживается непрерывным поступлением электронов из внешней цепи в n-область и уходом их из p-области во внешнюю цепь, благодаря чему восстанавливается концентрация дырок в p-области.

в область полупроводника, где эти носители являются неосновными, называют инжекцией

носителей заряда.

При протекании прямого тока из дырочной области р в электронную область n инжектируются дырки, а из электронной области, в дырочную – электроны.

Инжектирующий слой с относительно малым удельным сопротивлением называют эмиттером, слой в который происходит инжекция неосновных для него носителей заряда – базой.

в ту же сторону, что и напряженность электрического поля потенциального

барьера; высота потенциального барьера возрастает, а ток диффузии основных носителей практически становится равным нулю. Из-за усиления тормозящего, отталкивающего действия суммарного электрического поля на основные носители заряда ширина запирающего слоя увеличивается, а его сопротивление резко возрастает.

суммарным электрическим полем на границе раздела, неосновных носителей, возникающих под

действием различных ионизирующих факторов, в основном теплового характера. Процесс переброса неосновных носителей заряда называется экстракцией. Этот ток имеет дрейфовую природу и называется обратным током р-n-перехода.

монокристалла на две области,




б) диффузия свободных носителей зарядов через границу,




в)

образование объемных электрических зарядов

2) – кремниевый диод.
Дальше идут цифры:
101-399 –выпрямительные диоды;
401-499 –

универсальные диоды.





Внешний вид полупроводниковых диодов

диодов.
По типу структуры:
-диоды с p-n переходом,
- диоды с накоплением

заряда (ДНЗ),
- p-i-n диоды,
- туннельные диоды,
- диоды с барьером Шотки (ДБШ),
- лавино-пролетные диоды (ЛПД)
- диоды Ганна.
По своему применению диоды подразделяются на смесительные, детекторные, модуляторные, параметрические, переключательные, умножительные, генераторные и универсальные.

Транзисторы подразделяются на биполярные и полевые.

заряда (ДНЗ)