2. Переход металл - полупроводник

В современных полупроводниковых приборах помимо контактов с электронно-дырочным переходом применяются также контакты Ме-п/п. Процессы в таких переходах зависят от работы выхода эл-нов,т. е. от той W, кот должен затратить эл-н,чтобы выйти из Ме или п/п. Чем < работа вых,тем > эл-нов мо­жет выйти из дано тела.

Е сли в контакте Ме с п/п n-типа(рис. 2.5,а) раб выхода эл-нов из Ме А_М <, чем из п/п А_п,то будет преобладать выход эл-нов из Ме в п/п-к.Поэтому в слое п/п-ка около границы накап-ся основные но­сители (эл-ны), и этот слой стано­вится обогащенным,т. е. в нем конц-ция эл-нов.Со­пр этого слоя будет малым при люб полярности приложенного U, и, => такой переход не обладает выпрямляющими свойства­ми. Подобный же невыпрямляющий переход получается в контакте Ме с п/п p-типа(рис.2.5,6),если раб выхода эл-нов из п/п <, чем из Me(А_П<A_М) в этом сл из п/п в Ме уходит > эл-нов,чем в обратном на­правлении, и в приграничном слое п/п-ка также образуется область, обогащенная основными носителями (дырками), имеющая малое сопр. Оба типа невыпрямляющих контак­тов широко исп-ся в п/п-х приборах при устройстве вы­водов от n- и p-областей.

Иные свойства имеет переход, пока­занный на рис. 2.5, в. Если в контакте Ме с п/п n-типа А_п < А_M то эл-ны будут переходить из п/п в Ме и в приграничном слое п/п образуется область, обед­ненная основными носителями. Здесь создается о высокий потенц барьер, высота кот будет сущ-но изменяться в зав-ти от полярности прилож-го U. Такой переход обладает вы­прямляющими св-вами.Потенц барьер,возникающий в данном сле, наз-т барьером Шотки, а диоды с этим барьером -диодами Шот­ки.В них отсутствуют процессы накопления и рассасывания зарядов неосновных но­сителей, характерные для электронно­дырочных переходов. Поэтому диоды Шотки обладают значительно более вы­соким быстродействием, нежели обычные диоды, так как накопление и рассасы­вание зарядов — процессы инерционные, т. е. требуют времени.

22. Принцип работы биполярного транзистора

Рассмотрим физическую и эмпирическую модели n -p-n биполярного транзистора (БТ) (см. рис)

При норм включении тр-ра (режим усиления) переход «Э-Б» смещается в прямом направлении, а переход «Б-К» – в обратном.Прямосмещенный эмит-ный переход имеет небольшое сопр порядка неск Ом.В полностью открытом состоянии (φ_ЭБ=0) опред-ся сопр самого п/п-ка.Коллекторный переход при отсутствии инжекции из Э имеет знач-но большое сопр – неск Мом.Поэтому в цепь К всегда можно включить нагрузку с большим сопр и это практически не изменяет знач коллекторного тока (в 10 и более раз <сопр Б-К).

БТ изгот-ют так,чтобы конц-ция эл-нов в Э знач-но превышала конц-цию дырок в базе.В этом сле малым потоком дырок,инжектируемых из Б в Э, можно пренебречь и считать, что при прямом смещении весь ток опр-ся потоком инжектированных эл-нов:|Inэ|≈ Inэ ≈ Iэ

Для потерь на рекомбинацию инжектированных в Б эл-нов, эмитторный и коллекторный переходы располагаются на расстоянии, < диффузионной длины, т.е. Wб<<Ln (не учитывая ОПЗ).При прямом смещении эмиттерного перехода поток инжектируемых в Б эл-нов практически без потерь на рекомб доходят до К. Это дает право записать рав-во: Inэ≈ Inк,Iэ ≈ Iк

В рез-те ток К увел-ся от очень малого значения обратного тока I_К0 до Iэ ≈ Iк. Т о в обратно смещенном коллекторном переходе ток становится такой же, как и в прямосмещенном p-n переходе Э.Сопре коллекторного p-n перехода пропорц-но току инжекции, =>, ток К может на 4 – 5 порядков, что адекватно сопр коллекторного перехода на 4 – 5 порядков.Сопр нагрузкиRн≈1МОм становится знач > сопр К и тогда можно считать, что U ист питания падает на нагрузке. Т.е. выполняется равенство: Uи.п≈Uвых≈IэRн=IкRк. напряжения на Э будет опис-ся рав-вом:Uэб=Uвх=IэRэ. Rн >>Rэ в прямосмещенном p-n переходе, поэтому при одинаковых токах выполняется равенство:Uвых>>Uвх Т.е происходит усиление по напряжению.