Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Физические процессы в электронно-дырочном переходе

Читайте также:
  1. III. Физические условия неврозов.
  2. ZTPI и процессы личности
  3. Абсорбция. Физические основы процесса абсорбции. Влияние температуры и давления на процесс абсорбции.
  4. Автоволновые процессы в современных и вымерших популяциях организмов.
  5. Активные процессы в лексике и фразеологии
  6. Активные процессы в морфологии
  7. Активные процессы в области ударения

6.4.1. Идеализированный контакт «полупроводник - полупро-

водник». Элегаронно-дырочный переход - это слой между двумя об­ластями полупроводников, одна из которых имеет проводимость Р-типа, а другая - «-типа.

о

Классификация />-и-переходов.


По характеру структуры перехода переходы делятся:

1) на резкие - со ступенчатым распределением примесей (пере. ходы с идеальной границей, по одну сторону которой находятся.ю. норы с постоянной концентрацией N(l, а по другую - акцепторы с по. стоянной концентрацией Л'„);

2) плавные, в которых распределение примесных атомов огщ. сывается непрерывной функцией, а граница соответствует равенсгв\ концентраций примесных атомов Nd =.У,.

По соотношению концентраций примесей в р- и «-слоях делят­ся на: симметричные, несимметричные и односторонние.

В симметричных переходах области р и п легированы одинаково NJn = Nap, В несимметричных переходах у ровни легирования различ

ны: Ndn * Nap.

В случае резкой асимметрии, когда концентрации примесей, г следовательно, и основных носителей заряда различаются на два и более порядков, называются односторонними и обозначаютс! р+ - и, п+ - р, где индекс «+» соответствует слою с большей кон­центрацией.

Мы будем рассматривать идеализированный несимметричный р* - п -переход, в котором рр» пп.

В исходном состоянии р- и «-области были электронейтраль ными: заряд основных носителей в каждом полупроводниковом слое компенсируется зарядом ионов примеси и неосновных зарядов [рр =Na +пр \ (п„ - Nj = р„). Считаем полу проводники сильно леги­рованными: пм» «,, рр0» п,.

Рассмотрим физические процессы в условиях термодинамиче­ского равновесия, т.е. при отсутствии внешних напряжений и npi температуре Т— const.

Гак как концентрация дырок в р-области много больше кониеи трация дырок в «-области, то дырки из /^-области будут диффундир" вать в «-область. При этом в р-области у границы контакта останутс! неподвижные некомпенсированные отрицательные ионы акцептора и возникает отрицательный заряд (— q - Na).

Дырки, перейдя в «-область, рекомбинируюг с электронами. ! результате чего концентрация электронов у 1раницы и-обласТ;

^зиьшится, и здесь «обнажатся» некомпенсированные положитель­ное ионы доноров (+ q ■ Nd).

Аналогичные рассуждения действительны для электронов, ко­торые диффундируют из «-слоя в р-слой. где они рекомбинируют с дырками ^-слоя. образуя некомпенсированные отрицательные ионы акцепторов. Поскольку в несимметричном переходе пм «рр(), то

перемещение электронов малосущественно, поскольку разность кон­центраций (пи -пр) много меньше разности [рр - рп), а именно этими

разностями определятся градиенты концентраций и диффузионные

Токи.

В результате вблизи границы контакта образуется область про- страяственного заряда (ОПЗ), в которой концентрация подвижных носителей заряда (электронов и дырок) понижена. Это и есть область р-я-иерехода, или обедненная область, (так как концентрация носи­телей мала), или запирающий слой (с высоким удельным сопротив­лением - на несколько порядков выше, чем в соседних нейтральных областях).

Е

р-тип


 

 


-lln

-\J

Р р ■ No' Пр

рп


 

 


Рис. 6.8. Структура р-п-переход а: а- л о контакта; б - после контакта

зирован,

Будем считать, что все примеси ионизированы, переход идеали-

т.е. пренебрегаем наличием свооодных носителей заряда в

переходе: Рр * Na, п„ * N,.

Существующие в обедненном слое объемные заряды некомпен- сированных ионов примеси образуют электрическое поле Е. которое Направлено так, что оно ограничивает диффузию носителей заряда.

Электрическое поле в /?-«-переходе образует внутреннюю кон­тактную разность нотепциалов (потенциальный барьер) Дф0 (ме­жду р- и «-областями).

Одна часть обедненного слоя, толщиной! находится 8

р-области и содержит отрицательные ионы акцепторов. Другая часть /0п находится в «-области и содержит положительные ионы доноров. Полная толщина обедненного слоя равна /0 = 1, + /0

Переход (обедненный слой) в целом электронейтрален: отрица­тельный заряд вр-области Q~ = q ■ Na ■l0r •S равен положительному

заряду в «-области Ql - q- Nd ■ / ■ S, где S - площадь перехода. Из

/ N

равенства зарядов следует: — = —.

hp Nd

Для несимметричного перехода (Na» Nd) получаем /0„» /,,„.

т.е. несимметричный переход сосредоточен в высокоомном слое.

Слой с большей концентрацией свободных носителей заряда на­зывается эмиттером, а с меньшей - базой. Поэтому высокоомный слой сосредоточен, в основном, в базе.

Рассмотрим /^-«-переход с точки зрения зонной теории. В равновесной системе уровень Ферми должен быть единым для. всей системы, а это приводит к искривлению энергетических зон пол действием электрического поля в переходе, различию электростати­ческих потенциалов и образованию потенциального барьера

Потенциальный барьер существует для основных носителей за­ряда. движущихся к переходу. Например, электрон 1 не может про­никнуть в р-слой и выталкивается полем. Дырка I не может проник­нуть в «-слой. Перейти в противоположную область могут только те основные носители (электрон 2 и дырка 2), энергия которых доста­точна для преодоления потенциального барьера.

Для неосновных носителей (3) барьера нет, а электрическое по­ле для них является ускоряющим. Они захватываются полем и пере­носятся в противоположную область.

6.4.2. Анализ идеализированного р-п-перехода в равновесном состоянии. Высота равновесного потенциального барьера определя­ется разностью электростатических потенциалов в р- и «-слоях (рис. 6.9, б):

Дфо С6'4'

J

Pc, io?„

<v.

V.

<P fp~

. + E

<Pcp-

<Pfp

+3

-- >

Рис. 6.9. Зонная диаграмма /?-и-перехода: а до конгакта; 6 после контакта

Определим значения электростатических потенциалов, восполь­зовавшись формулой (4.12. а). Запишем выражения для электроста­тических потенциалов фУ:ри <?,,„ через концентрации электронов в и- и р-слоях:

Ф*«= Ф/. - ФГ * In — - ФЕр = ф> " Ф7- • In -р-■ (6.5)

п, п,

Подставив (6.5) в (6.4), получим:

ДФ0=Ф-,-ф/.-1п^= фг1п-'-0-. (6.6, а)

п, п, пРь

п-ооласть
р-обиасть

Если записать электростатические потенциалы через конценгра- 1*ии Дырок в п- и р-слоях (формула 4.12, б), то получим:


лФо =Фг -In- — • (6.6.6)

PnO

Вывод: равновесная высота потенциального барьера определя­ется отношением концентраций однотипных носителей заряда по обе стороны перехода.

п2

Подставим в формулу (6.6, б) значение рп0 = —■ из (4.9)

«„о

Лф0 =<рл-1п--1— — = ф7 - In-(6.6. si

К «Г

где Рр(, ~ Na, п,,0 * jV,, Л\,, Nd - эффективные концентрации приме­сей, которые полиостью ионизированы при рабочей температуре. Воспользуемся формулой (4.8), подставив се в (6.6. «):

Дф0 = ф; • «ХР(— ")] = Д<Р, -ф7 • In

ЛСЛ'Г ФГ

Н.-Ъ


 

 


f,r,. \ Ay-' Лу Kr^J
(6.7.6,

q ■ Дф0 = АЕ, - кТ ■ In


 

 


Высота потенциального (энергетического) барьера для невыро­жденных полупроводников увеличивается с увеличением ширины за­прещенной зоны и концентрации примесей, и уменьшается с ростом температуры.

Контактную разность потенциалов можно определить как раз­ность работ выхода электронов в /;- и «-слоях, что эквивалентно раз­ности уровней Ферми в изолированных друг от друга р- и «-областям, (при едином отсчете энергии): Дф0 = ф/п -ф^.

С увеличением температуры уровни Ферми в изолированны* полупроводников смещаются к середине запрещенной зоны, и раз- ность между ними уменьшается. При увеличении концентрации при­месей, уровни Ферми удаляются от середины запрещенной зоны, и и' разность увеличивается.

Определим ширину потенциального барьера в равновесном со­стоянии, применив уравнение Пуассона (4.16):

dE(x) = с1\(х) = _Х(х) dx dx2 гйъп

Для ступенчатого идеализированного р-«-перехода плотное!-' зарядов: Хр = -q • Na, X„=+q- Nd. 86

J

Подставим эти значения в уравнение Пуассона и проинтегриро- I для каждой из двух частей перехода, получим:

=. + /) при х<0

е,,е

(6.10)

Еп(х) = -?-^(1п-х\ при х>0

Напряженность электрического поля Е в пределах перехода из­меняется по ломаной линии с максимумом в точке х=0, вне перехода Е равна нулю:

Интегрируя (6.10), получим выражение для потенциала ф(х), при этом уровень отсчета, который можно выбрать произвольно, будем рассматривать относительно электростатического потенциала ц>Е для каждой области.

Фр(*)"* Ф/'р:— ~{x + lpf, при X < 0

0Е

(6.11)

и ■ N

ф.(*)-ф/й,=-г ~(jf-^)2. при *>0

йе

Функция ф(х) состоит из двух параболических участков, так как она получена интегрированием кусочно-линейной функции Е(х) и имеет точку перегиба при х=0.

Используя lf- =, /0 = /У/; +10„, (6.12)

О р Л«/

и приравняв ф/,(0) - ф„(0), при х=0. получим зависимость между ши­риной перехода и высотой потенциального барьера:


 

 


Г 1 +_1 ^

\ я

_ |2е„е-Лф(
h
(6.13)

Для несимметричного перехода (Nu» Nd) получаем


 

 


_ 2 е (, е -Аф0 о -, / т: —> (6-14)

где Nd - концентрация примесей в высокоомном слое. Толщина пе- Рехода уменьшается с увеличением концентрации примесей.

6.4.3. Электронно-дырочный переход в неравновесном со- сп*оянии. Если к р-и-переходу подключить внешний источник


на­
пряжения (ЭДС) Ц то равновесное состояние нарушается и в цещ(потечет ток.

Поскольку удельное сопротивление обедненного слоя на не­сколько порядков больше удельного сопротивления нейтральных об­ластей, то внешнее напряжение практически полностью прикладыва­ется к обедненному слою, а значит, изменение высоты потенциально­го барьера равно значению приложенного напряжения:

Л<р = Дф„ — U (6.17)

Если «плюс» источника питания подключен к р-обласги, а «ми­нус» к «-области, то внешнее поле направлено навстречу внутренне­му полю перехода, потенциальный барьер понижается. Такое напря­жение называется прямым (U> 0).

si

Если «минус» источника питания подключен к р-области. а «плюс» к «-области, то внешнее поле складывается с внутренним по­лем перехода, потенциальный барьер повышается. Такое напряжение называется обратным (U < 0).

  р _   il  
      t    
прямое

 

-в:

Обратное Рис. 6.J0 Прямое и обратное включение перехода

(6.181

Вместе с высотой потенциального барьера изменяется его тол­щина (подставим 6.17 в 6.14):

__,Г2е0е-(Аф0 - U) _,(Фо - U)

t _ I _/0 -,

V

\ Я ■ ' "v дф«

Переход сужается при прямом напряжении (U > 0), и расширя­ется при обратном напряжении (U < 0),

Уменьшение толщины перехода при прямом напряжении проис­ходит ввиду смещения основных носителей заряда в сторону обед­ненного слоя. Проникая в обедненный слой, они компенсируют часть его объемного заряда, что приводит к уменьшению толщины потен­циального барьера.

При обратном напряжении происходит смещение основных но­сителей от перехода под действием электрического поля за время-

Ц^зкое к т£. При этом обнажаются дополнительные ионы примесей у границ перехода, что приводит к росту толщины обедненного слоя.

Дырки, переходящие в «-область, и электроны, переходящие в ^^убласть, являются для этих областей неосновными.

Зонные диаграммы />-«-перехода в неравновесном состоянии приведены на рис. 6.11.

Уровни Ферми располагаются в р- и «-областях на различных высотах, а разность между ними равна внешнему напряжению U.

При прямом смещении (U > 0) напряженность внутреннего поля перехода уменьшается, условие равновесия диффузионных и дрейфо­вых токов нарушается: диффузия дырок из /^-области и электронов из я-области преобладают над их дрейфовым движением. Вследствие диффузии увеличивается концентрация неосновных носителей в ней­тральных областях, граничащих с переходом. Этот процесс называет­ся ивжекцией неосновных, носителей заряда.


 

 


и>в
п-обл.

р-ои.I.


 

 


_______ У.Дф Афо ' Ф W ---------- г щ-

Ф*


 

 



 

Рис. 6.11. Зонные диаграммы перехода н неравновесном состоянии

при прямом смещении

Определим концентрацию избыточных неосновных носителей '■ряда: Апр в р-области и Дрп в «-области у границ перехода.

* Считаем, что концентрация избыточных носителей мала по ЧЧрвению с равновесной концентрацией основных носителей Щфррц в соответствующих областях.

Тогда можно использовать формулу {6.6, а), заменив в ней пр0

= Про + Апр, а Аф0 на Дф = Дф(1 - U.


«„о/ / и
•иО
■■ фу 111
Дф0 - U - Фг • In
__ Ли.
V/

v / V;

- Дм,

1' _ | -__ Р.

Ди 1 + — . "/>«У
In —^— In V
= фу

Пр»


 

 


{ и


 

 


-1
Дм
lpi>

(6.19;.


 

 


\


 

 


(6.20;

При прямом напряжении (U>0) в каждом из слоев появляюга избыточные носители, т.е. происходит инжекция неосновных носи­телей заряда.

N..
- /V
(6.2 И
N.
'«о

Разделим (6.20) на (6.19) и воспользуемся (4.9) п ■ р = и,2:

2 \

4Р„_АЮ_[- „ _ П1

«го I, "«о />. Для несимметричных переходов (Na»Д^) получаем Д/?„» Д«г, т.е. концентрация дырок, инжектированных из сильноле­гированной р~ -области (из эмиттера) в слаболегированную и-обласн (в базу) значительно больше концентрации электронов, инжектиро­ванных в противоположном направлении.

В несимметричных переходах инжекция имеет односторонний характер из низкоомного слоя в высокоомный или из эмиггера в базу Коэффициент инжекции - отношение тока носителей, инжек­тируемых в базу к полному току через переход. Для р+ -п-перехода:

= Р„о

1 1

(б.г

Для несимметричных переходов у 1.


 

Уровень инжекции - отношение концентрации инжектирован- дх в базу неосновных носителей к равновесной концентрации основ- __носителей заряда в базе.

(6.23)

Quot;«о J

При 5 «1 - низкий уровень инжекции; S > 1 - высокий уровень янжекции.

При обратном напряжении U < 0 напряженность электриче­ского поля Е возрастает и в переходе преобладает дрейфовое движе­ние носителей над диффузионным (рис. 6.12).

\ Дф0
п-обл.

Дырки «-области и электроны /^-области вследствие теплового хаотического движения могут пересечь границу перехода, где они попадают в ускоряющее поле, переносящее их в соседнюю область.

При U<0 толщина перехода (6.18) возрастает

р-обл. U<0

Д<ро

Дер-

Ф,-

ф U<0

фк-


 

Рис. 6.12. Зонные диаграммы перехода в неравновесном состоянии при обратном смещении

В результате у границ перехода уменьшается концентрация не­основных носителей по сравнению с равновесным состоянием. Это Яйление называется экстракцией неосновных носителей заряда. Вы­ражения (6.19), (6.20) справедливы и для экстракции. Из них следует, что при U<0 Ап < 0, Арп <0, что соответствует уменьшению концен-

6=
~ Л',

тРаЧИи неосновных носителей по сравнению с равновесным состоя­щем.

6.4.4. Математически» модель (ВАХ) идеализированного электронно-дырочного перехода. Идеализированный ^-«-переход представляет собой упрошенную модель реального р-п перехода. s которой приняты следующие допущения:

1) ширина перехода настолько мала, что в обедненном слое от­сутствуют процессы генерации, рекомбинации и рассеяния носителей заряда; таким образом, токи носителей одного знака (электронный ток или дырочный ток) на обеих границах одинаковы;

2) вне обедненного слоя нет электрического поля, здесь носите­ли движутся только вследствие диффузии;

3) концентрация дырок, инжектированных в базу невелика, т.е. выполняется условие низкого уровня инжекции;

4) сопротивления нейтральных областей в сравнении с сопро­тивлением обедненного слоя считаются пренебрежимо малыми:

5) обратные напряжения не превышают величины напряжения пробоя;

6) толщины нейтральных областей много больше диффузионной длины неосновных носителей заряда в этих областях: w» L ^;

7) в модели идеализированного р-п-перехода предполагается, что изменение концентрации неосновных носителей заряда в облас­тях за границами перехода при небольшом прямом напряжении не нарушает электронейтральности этих областей. Это объясняется бы­строй (за время диэлектрической релаксации тй) нейтрализацией за­ряда инжектированных неосновных носителей заряда основными но­сителями, поступающими из внешней цепи. (В реальных переходах инжекция дырок в базу нарушает ее электронейтральность и вызыва­ет приток электронов из внешней цепи. Эти электроны за время ди­электрической релаксации хг распределяются таким образом, чтобь: компенсировать электрическое поле дырок, т.е. накапливаются в той же области, что и дырки).

Рассмотрим физические процессы при прямом напряжении на р-я-Переходс (рис. 6.13).

На рис. 6.13, а показано движение основных носителей заряда- создающих прямой ток. Перемещение этих носителей чере' р-я-переход приводит к инжекции избыточных неосновных носи­телей заряда, которые затем движутся от границ перехода в ней­тральных областях вследствие диффузии, вызванной градиентов концентрации.


Л«;,(х) Ар„(х)

  i L i  
       
р п     К
  \ J   ч >

 

Рис. 6.ГЗ. Прямое смешение* перехода: а - движение постелей через переход; о распределение избыточных концентраций

Стационарное распределение избыточных неосновных носите­лей в нейтральных областях Anf,(x) и Apjx) определяется из урав­нения диффузии (5.! 8):

п 1,1 Р" Р" ~~ р"п =0

п т^ '

dxl хр


 

 


d2
:0.

Р,, Рп - Рп О

С учетом /„ = ■ Dp ■ х р, получим: —-- —!


Граничные условия для решения уравнения:

1) на границах перехода при х - 0 концентрации носителей оп­ределяются по формулам (6.19), (6.20);

2) в глубине нейтральных областей они стремятся к нулю вслед­ствие рекомбинации.

Заменим под знаком дифференциала Рп на Арп, так как

(6.24)

- const, Арп - р„- ргЛ.

dx2 С-

Подставив 1раничные условия, получим решение уравнения эффузии для и'.» I:


(и \ (и \
(6.25, а) (6.25, 6)
/
е9' -1
Апр(х) = Апг(0) е — п
рп

ефг _i
(6.25,«)

Для wB < L: Лр„(х) = р„0


 

 


/

Графики распределения избыточных концентраций приведены на рис. 6.13, где выбраны направления отсчета координат от соот­ветствующей границы перехода.

dp dx
■е

Определим плотность диффузионного тока, протекающего че­рез переход. Для этого продифференцируем (по х) выражения (6.25. а и 6.25, (5) согласно формуле (5.6):

I" JP*t>=-(l-Di

Знак «минус», так как ось х направлена от «-» ЭДС к «+» ЭДС. а ток течет от «плюса» к «минусу», т.е. является положительным.

---- t ------ е -

При.V = 0 получим:


 

 


ро
<?г
. (6.26)

. -W0)


 

 


J = Jp(+0) + J„(-0)-

Полная плотность тока через переход равна сумме плотностей тока дырок и тока электронов в любом сечении структуры:

\ (0 N   г
< -1  
  V.)   \ /
Я°рРпО | 4Dnnpb
-п /


 

 


(6.27)
где

DPP„ о Dn"

J0=g

Z„


 

 


Умножив уравнение (6.27) на площадь перехода S. получим вольт-амперную характеристику идеализированною /;-я-пере.\ода:

/ = /„

^

<?»' -], (6.281


 

 


Dp-Pno х D>,-npo l' L
где /0 - q ■ S ■

- тепловой ток перехода. (6-291


 

 


Он называется ток потому, что имеет тепловое происхождение сильно зависит от температуры и равен нулю при Т= О К.


Ток /0 называется также обратным током насыщения, так как при обратном напряжении U\ > Зф, величина тока равна (-/0) и не

•зависит от напряжения.

формулу (6.29) с учет ом L =JPp -т (5.20) можно записать:


 

 


рО
Ia = qS
(6.30)

Lp-PnO Ln «

■ + —


 

 


а с учетом (4.9), формула (6.29) примет вид:


 

 


/>0
(6.3 Г)
/ • V I)

!0-qSn;


 

 


Тепловой ток обусловлен термогенерацией неосновных носи­телей в нейтральных областях, прилегающих к переходу.

При обратном включении р-«-перехода внешнее поле и внут­реннее совпадают по направлению. При этом происходит экстракция неосновных носителей из прилегающих к переходу областей. Экс­тракция приводит к уменьшению граничной концентрации неоснов­ных носителей около перехода и появлению градиента концентрации (рис. 6.14, е).

Неосновные носители, возникшие в результате термогенерации в нейтральных областях, под действием градиента диффундируют к переходу, захватываются его полем и переносятся в соседнюю об­ласть.

гО о  
р   > <   п
         

l.p Ic Ln

  Р   > «   п  
     
о и?.

Р"

 

/\ ptw

Рис. 6.14. Электронно-дырочный переход при обратном смешении: а - при напряжении U\; б- при напряжении U2 > U,; «- распределение граничным концентраций

За время жизни до р-и-перехода могут продиффундироваТ[] только те носители, которые генерируются в р- и «-слоях на расстоя- нии меньшем или равном диффузионной длине (Lp,Ln). Остальные

носители, не успев дойти до перехода, рекомбинируют в объеме. Это справедлино для любых обратных напряжений, поэтому тепловой ток, начиная с очень малых значений обратного напряжения, не буде(изменяться при изменении напряжения. Этот неизменный ток назы­вается также обратным током насыщения.

Тепловой ток /0 резко уменьшается при увеличении ширину запрещенной зоны (см. 6.31 и 4.8). Тепловой ток в кремниевых тюл\. проводниках в десять тысяч раз меньше, чем в германиевых.

п NcNy - =~Тт--- е и„п N,,

Температурная зависимость тока /„определяется изменением концентрации неосновных носителей заряда:

неосновных кТ, Зависимость Т0(Т) характеризует темпера-

«0

тура удвоения А Г, равная приращению температуры, вызывающей удвоение тока:


ЦТ + АТ) 1о(Т)
к-Т2- In 2 ~"АЕ,,
, где Т0 - средняя температура рабоче­
= 2: AT

 

 


го диапазона.

Вольтамперная характеристика идеализированного перехода (6.28) в относительных единицах приведена на рис. 6.15.


 

 


40 30. 20_ 10_
I I I-

Ф/


 

 


Рис. 6.15. Волы-ампсриая характеристика (ВАХ) идеализированного электронно-дырочного перехода


Одной из особенностей ВАХ р-н-перехода является очень кру- (экспонснта) прямая ветвь, поэтому часто в качестве аргумента гея ток, а напряжение рассматривается как функция:


 

 


■ + 1
(6.32)

U = ф, • In

v/o


 

 


/'   t
  Се I.S7 1 1
    1 1
    1
  / i l
  / i
  Л / н--- н ►
  0,2 0,4
MBJ

 

Рис. 6.16 Вольт-амперная характеристика Si и Ge /)-/(-переходов

Вентильные свойства перехода тем лучше, чем меньше обрат­ный ток насыщения /0 (при заданном обратном напряжении), и чем меньше прямое напряжение (при заданном прямом токе). Но эти тре­бования противоречивы (см. (6.32.). Изменение тока /„, какими бы оно не вызывалось, сопровождается изменением прямого напряжения в противоположном направлении. Это хорошо видно при рассмотре­нии Si и Ge р-и-переходов (рис. 6.16).

Характеристические сопротивления идеализированного р-п- перехода. Электронно-дырочный переход, как нелинейный элемент характеризуется дифференциальным сопротивлением и сопротивле­нием переменному току.

Дифференциальное сопротивление определяется из (6.32):

' (II I + I0 I и для прямой ветви равно примерно 25 Ом.

При увеличении прямого тока сопротивление г)игр уменьшается,

при увеличении обратного напряжения pr,l6p| > Зф,, г1Ш(р -»


Дифференциальное сопротивление р-н-перехода используется ■ОД* расчетов на малом переменном сигнале. Пусть на р-я-переход по­лется напряжение U(t) = U= + umsmo>t, где U=- постоянное напряже­
ние, определяющее положение рабочей точки на ВАХ. Тогда полнь^ ток через переход: /(?) = К + i,„(l) -

Постоянный ток определяется из (6.28), а малый перем^ц.

• / ч Um(()

ный ток: /,„(t)-^-1.

F

биф

Для малого низкочастотного сигнала ^-«-переход представ, ляет собой резистор, сопротивление которого зависит от режима, г.? от положения рабочей точки на ВАХ.

I I

Сопротивление постоянному току (статическое) определяете! из (6.32, 6.28):

/

+ 11; К» -—(г \ (б.34с

v4 j

е* -1

ч


Дата добавления: 2015-11-26; просмотров: 144 | Нарушение авторских прав



mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.062 сек.)