19. Прямое включение эдп. Явление инжекции неосновных носителей. Влияние прямого напряжения на контактную разность потенциалов и ширину запирающего слоя. Энергетическая диаграмма.

Прямым включением наз. такое включение ЭДП, при котором к нему подключается источник внешнего напряжения U_пpплюсом к p-обл. и минусом к n-обл.(рис. 1а). Напряжённость электрич. поля Е_пр, образованная в ПП источником внешнего напряжения имеет противоположное направление с напряжённостью диффузионного поля Е_диф. Это приводит к уменьшению потенциального барьера(контактной разности потенциалов U_K), до значения U_K-U_пp(рис. 1б). Ток диффузии осн. носителей увеличится, а дрейфовый ток практически не изменится, т.к. он обусловлен сравнительно малой концентрацией неосн. носителей. Соотношение (2.21) становится несправедливым, и через ПП протекает результирующий ток, определяемый током диффузии и направленный из р-обл. в n-обл.

Уменьшение потенц. барьера вызывает смещение вверх энергетических уровней n-обл. и снижение энерг. уровней р-обл. (рис. 1в). Вследствие этого часть энерг. уровней зоны проводимости n-обл., занятые электронами, располагается напротив свободных энерг. уровней зоны проводимости р-обл., а некоторой части дырок валентной зоны р-обл. соответствуют такие же энерг. уровни валентной зоны n-обл., занятые электронами. Из-за разности концентраций осн. носителей в p- и n-обл. происходит их направленное диффузионное перемещение.

Уменьшение потенц. барьера вызывает уменьшение ширины области объёмного заряда, определяемой уравнением (2.26) при подстановке в него вместо U_K значения U_K-U_пp:=_n+_p=(₀(N_A+N_.Д)(U_K-U_пp)/qN_AN_Д),(2.27).

При U_K=U_прпотенц. барьер и обл. объёмного заряда исчезают(max диф. ток).

Рис. 1

20. Обратное включение эдп. Обратный ток. Включение обратного напряжения на ширину запирающего слоя. Энергетическая диаграмма.

Если источник внешнего напряжения подключить '+' к n-обл., а '-' к р-обл.(рис. 1а), то напряжённость в области объёмного заряда увеличится до значения Е_диф+Е_обр, что приведёт к увеличению потенц. барьера для диффузии осн. носителей заряда до значения U_K+U_обр(рис. 1б). В результате диффузионная составляющая эл. тока через ЭДП уменьшится. Для неосн. носителей заряда эл. поле в ЭДП остаётся ускоряющим, но из-за малой конц. неосн. носителей создаваемый ими дрейфовый ток практически не изменяется. Тем самым нарушится условие равновесия, определяемое уравнением(2.21), и результирующий ток, протекающий через ЭДП, будет в основном определяться незначительным дрейфовым током неосновных носителей заряда: I_обр=I_диф+I_дрI_др. Такое включение ЭДП наз. обратным, а протекающий через него ток - обратным током.

За счёт внешнего напряжения U_обрпроизойдёт смещение энергетических диаграмм p- и n-областей на q(U_K+U_обр) и увеличение ширины области объёмного заряда, которая может быть найдена из уравнения (2.26) подстановкой в него вместо U_Kвеличины U_K+U_обр:=_n+_p=(₀(N_A+N_.Д)(U_K+U_обр)/qN_AN_Д) (2.28)

Малый обратный ток свидетельствует о большом сопротивлении ЭДП при обратном включении.

Рис. 1