19.Получите зависимость контактной разности потенциалов обедненной

области от концентрации примеси.

Нескомпенсированные заряды ионов примесей вызывают появление электрического поля направленного от положительного заряда к отрицательному, т.е. из слоя n в слой р. Это поле будет препятствовать дальнейшей диффузии. В равновесном состоянии диффузионные токи уравновешиваются дрейфовыми токами. Полный ток при этом через р-n-переход равен нулю. Возникновение электрического поля в р-n-переходе приводит к появлению разности потенциалов между смежными слоями, которая называется контактной разностью потенциалов. Образующаяся в р-n- переходе контактная разность потенциалов VK создает в р-n-переходе потенциальный барьер qVK=jo препятствующий переходу электронов из n-области в р-область, а дырок из р-области в n-область.

. (1)

Из закона действующих масс следует:

из (2) и (3) можно получить:

Подставим (4) и (5) в (2):

Следовательно, чем сильнее легированы области полупроводника, т.е. чем больше n_no=N_D и p_po=N_A, тем больше контактная разность потенциалов.

Из (6) можно получить формулы, выражающие равновесные концентрации неосновных носителей заряда через равновесные концентрации основных носителей заряда в противоположных областях:

20.Рассмотрите р-n-переход при прямом смещении.

При обратном смещении р-n-перехода он расширяется и: E_Fn-E_Fp=qU<0.

Тогда для обратного включения n_pгр<n_po. В этом случае наблюдается проникновение неосновных носителей заряда через р-n-переход из областей прилегания к р-n переходу.избыточная концентрация имеет отрицательный знак , т.е. в этом случае мы имеем дело не с избыточной, а с недостаточной концентрацией неосновных носителей.

При обратном смещении на р-n-переходе (U<0) , а скобка , следовательно, обратный ток р-n-перехода стремится к .

Эту плотность тока называют плотностью тока насыщения. Она достигается уже при

U-0,1В.j_н определяется концентрацией неосновных носителей и у германиевых р-n-переходов больше, чем у кремниевых.

21.Рассмотрите р-n-переход при обратном смещении.

Прямое смещение - это смещение, при котором плюс источника внешнего напряжения прикладывается к р - области, а минус - к n - области

В электронно - дырочном переходе действуют два электрических поля: контактное Еk и прямое Епр. Эти поля имеют противоположные направления,

вследствие чего результирующее поле и высота потенциального барьера соответственно равны: U_ПБ=U_K - U_np

Действие поля на НОНЗ при прямом смещении такое же, как и при обратном смещении: под действием этого поля дырки дрейфуют через переход от границы с n -областью, а электроны - от границы с р - областью. Величина дрейфового тока при прямом смещении такая же, как и при обратном и равна току I₀.

Наличие градиентов концентраций дырок и электронов, заложенных при изготовлении электронно-дырочного перехода и сниженный потенциальный барьер обусловливают резкое возрастание диффузии основные носители заряда: дырок из р - в n -

область, а электронов - из n – в р – область

Рост диффузии основного носителя заряда означает резкий рост диффузионного тока через переход, который называется прямым и имеет дырочную и электронную составляющие:

Основным физическим процессом в прямосмещенном переходе является инжекция, под которой понимают впрыскивание через переход

основных НЗ из одной области в другую, где они становятся неосновными.

Сутью инжекции является повышение концентрации НОНЗ в приграничных областях полупроводников (рис)

( 22.Охарактеризуйте ВАХ тонкого p-n-перехода.