Вопрос10. P-n переход под действием внешнего электромагнитного поля. Свойства p-n перехода при обратном включении.

Слои пространственного заряда порождают в переходе Электрическое поле, это поле вызывает дрейфовый ток в направлении, противоположном диффузионному току. В конце концов, между диффузионным и дрейфовым токами устанавливается динамическое равновесие и изменение объемных зарядов прекращается.

Если же внешнее напряжение приложено так, чтобы созданное им поле было одного направления с полем между областями пространства то это приведет лишь к увеличению толщины слоёв пространственного заряда, и ток через p-n-переход очень мал и определяется тепловой или фотонной генерацией пар электрон-дырка. Такое подключение напряжения к p-n-переходу называется обратным смещением.

Для этого плюс источника подключают к n-области, а минус - к р-области (рис.6). Повышение потенциального барьера приводит к понижению тока диффузии (диффузия основных носителей через плоскость ММ затрудняется). В результате чего потоки дырок из p-области в n-область и электронов из n-области в p-область уменьшаются по сравнению с равновесным состоянием. Это приводит к снижению концентраций неосновных носителей заряда не только в запорном слое, но и в прилегающих к нему областях.

Явление обеднения n- и p-областей полупроводника, прилежащих к запорному слою, неосновными носителями при обратном смещении называется экстракцией неосновных носителей.

Вопрос11. Виды пробоя p-n перехода их причины и ограничения.

 Пробой - это скачкообразное изменение тока, при неизменном напряжении. В зависимости от причин его вызвавших различают лавинный, туннельный и тепловой пробои.

2. Зенеровский (электростатический) – разрывы ковалентных связей и увеличение неосновных носителей происходит за счет электрического поля, создаваемого U_R.

Поверхностный – за счет некачественной обработки кремниевой пластинки происходит перекрытие p-n перехода по поверхности.

Лавинный пробой – возникает в широком электронно-дырочном переходе. Неосновные носители заряда, ускоряются большим обратным напряжением и приобретают значительную энергию, которой хватает, чтобы столкнувшись с атомами кристаллической решетки, оторвать валентные электроны.

Туннельный пробой возникает в узких p-n переходах. Под действием большой напряженности поля, валентные электроны отрываются от своих атомов, образую при этом дырку, и увеличивают обратный ток.

эти процессы обратимые и используются, например в стабилитронах.

 В отличие от электрических пробоев, тепловой пробой, процесс необратимый. При повышении температуры, термогенерация носителей увеличивается. Следовательно, увеличивается обратный ток, что в свою очередь вызывает еще больший нагрев перехода. В результате структура кристалла разрушается и переход расплавляется.

 Причинами теплового пробоя может быть плохой теплоотвод или перенапряжение диода. То есть в результате лавинного или туннельного пробоя, возник слишком большой ток, который вызвал чрезмерный нагрев перехода.