P-n-tranziție - studopediya

Electronics se bazează în principal pe utilizarea de dispozitive semiconductoare: diode, tranzistori, tiristoare și circuite integrate (ICS). În dispozitive semiconductoare utilizate proprietate conductivitate unidirecțional p-n intersecții. Electron-hole numit o joncțiune p-n, care este format din două regiuni semiconductoare ale diferitelor tipuri de conducere: e (n) și gaura (p). joncțiunii Preparată p n- prin difuzie sau epitaxie.

În fizică stare solidă, gaura - este absența unui electron în învelișul de electroni. Pentru a crea găuri folosite în semiconductoare de dopaj acceptor impurități cristale. În plus, o gaura poate apărea din cauza influențelor externe: excitație termică a electronilor din banda de valență la banda de conducție, lumina de iluminare sau de expunerea la radiații ionizante.

pn-joncțiune (n - negativ - negativ, e, p - pozitiv - gaura pozitiv) sau joncțiune electron găuri - regiunea spațiu la intersecția dintre două P- semiconductor și n-tip, în care tranziția de la un tip la cealaltă conductivitate . p-n-tranziție este baza pentru diode semiconductoare, tranzistori și alte componente electronice cu caracteristică neliniară curent-tensiune.

elemente semiconductoare includ un grup de elemente cu propria lor conductivitate electrică de 10 2 -10 -8 S / m. conductivitate electrică (conductivitate, permitivitate) - capacitatea organismului de a conduce curentul electric, iar cantitatea fizică ce caracterizează puterea și rezistența electrică reciprocă. Sistemul Internațional de Unități (SI) unitatea de măsurare a conductivității electrice este siemens.

Conform teoriei banda de semiconductori includ elemente ale căror decalaj banda de energie <3эВ. Так у германия она равна 0,72 эВ, у кремния 1,11 эВ, у арсенида галия – 1,41 эВ.

Figura 9 - semiconductor fără impurități

Diferența de bandă conductor este absent.

Electron-hole conductie are loc ca urmare a rupe o legătură, fiind intrinsec, care este de obicei mic. Sub influența câmpului electric, temperatură și alți factori externi variază în proprietățile electrice ale semiconductorilor într-o măsură mult mai mare decât proprietățile conductori și izolatori. Pentru creșterea conductivității electrice în semiconductori administrate impurități minore. în acest caz este faptul că, în funcție de tipul de impurități obținute ca și semiconductori de tip p (cu adaos de impurități trivalente - tip acceptor de indiu (In)), numite semiconductori de tip p, și semiconductori cu conductivitate electrică (cu adaos de impurități pentavalent - tip donor arsenic (As)), numite semiconductori de tip n.

Când fuzionată semiconductor de tip regiune de sarcină spațială este creată pe ambele părți ale interfeței, numită electron-gol sau o p-n joncțiune.

De tip p semiconductor, concentrația gaura este mult mai mare decât concentrația de electroni. De tip n semiconductor, concentrația de electroni este mult mai mare decât concentrația de găuri. În cazul în care doi semiconductori astfel de contact, există un curent de difuzie - purtătorii de sarcină se deplasează haotic, curg din regiunea în care există mai mult în regiunea în care acestea sunt mai puțin. Atunci când astfel de electroni de difuzie și găuri sunt transferate într-o taxă. Ca urmare, la regiunea de frontieră se încarcă, și regiunea în tip p semiconductor, care este adiacent la interfața, a primi o taxe suplimentare negative, aduse de electroni, și o regiune de frontieră într-un semiconductor de tip n primește o sarcină pozitivă, găurile oferite. Astfel, interfața va fi înconjurată de două zone ale taxei spațiu al semnului opus.

Câmpul electric care rezultă ca urmare a zonelor de formare a taxei de spațiu determină curentul derivă într-o direcție opusă curentului de difuzie. În final, între difuzie și curenții de drift de echilibru dinamic este stabilit și fluxul de încărcare încetează.

Astfel, există o așa-numită barieră (barieră) strat de câțiva micrometri, lipsit de purtători de sarcină, cu intensitatea câmpului electric Ez care împiedică difuzia purtătorilor de sarcină (Fig. 10a).

Figura 10 - Stratul de barieră: a) absența tensiunii; b) în timpul unei tensiuni inverse; c) atunci când o tensiune directă

Dacă un p-n tensiune joncțiune inversă pentru a aplica (Fig. 10b), intensitatea câmpului electric Ez generate de acestea crește bariera de potențial și împiedică transferul de electroni din n-regiune din p -domain și găurile din regiunea p tip în n-regiune. În acest caz, fluxul de purtători minoritari (găuri din n-regiune și electronii din regiunea p tip) de extragere a acestora. Iobr formează un curent invers.

Dacă includeți o sursă de alimentare externă E așa cum se arată în Fig. 10 in. apoi creează câmpul electric este în direcția opusă celei de tensiune clorhidric Ez taxa spațiu și care urmează să fie injectat secțiune semiconductor creșterea numărului de găuri (care sunt minoritari pentru n-regiune purtătorilor de sarcină), care formează transmite curent ILIM. La o tensiune de 0,3. 0.5 Stratul de barieră dispare, iar curentul Ilim determinat de numai rezistența semiconductorului.

Counterpropagating injecție de electroni în p -region poate fi neglijată, deoarece numărul de găuri în acest exemplu, și, prin urmare, purtătorii majoritari în regiune p tip mai mare decât electroni liberi în regiunea tip n, t. E.

Regiunea Crystal având o concentrație de impurități mai mare, numită emițător. și o a doua concentrație, mai mică, - baza.