=
În cazul în care un p-n tranziție EVN conecta tensiune externă cu polaritate opusă polarității diferența de potențial de contact Uk, un astfel de comutator se numește direct (n-regiune conectat la polul negativ EVN și p-regiune - la polul pozitiv EVN). Cu această includere în p-n tranziție apare câmp electric extern suplimentar, ceea ce reduce câmpul său intern. Total câmp E # 949;, care operează în tranziție, va fi determinată de:
=
Sub acțiunea unui câmp extern, purtătorii de sarcină principali se vor deplasa la joncțiunea p-n, reducând bariera potențială și lățimea joncțiunii pn, care va fi determinată de:
Va apărea o creștere a curentului de difuzie, care este posibilă prin creșterea energiei purtătorilor principali de încărcare și reducerea barierii potențiale. Acest lucru va duce la un dezechilibru între difuzia și curenții de derivație. Cu creșterea | Ein | curentul de difuzie va crește.
Pentru | Uk | | | Evn | Grosimea trecerii tinde spre zero, deoarece tensiunea externă compensează aproape complet Uk. În acest caz, purtătorii principali de încărcare încep să difuzeze liber în regiune cu tipul opus de conductivitate electrică. Un curent va curge prin joncțiune, care se numește direct:
Procesul de introducere a purtătoarelor de încărcare ("injectare") prin joncțiunea pn în regiunile în care devin purtători ai minorității prin reducerea barieră potențială se numește injecție.
În joncțiunile simetrice pn are loc o injecție bidirecțională. (Nn = Pp)
În joncțiuni nonsimetrice pn (Nd >> Na, Nn >> Pp sau Nd <
Un strat de injectare cu o rezistivitate relativ mică este numit emițător; Stratul în care sunt injectați purtătorii non-primari se numește baza. Atunci când tranziția este pornită direct, electronii care au trecut de la regiunea n la regiunea p se deplasează în această regiune din motive de difuzie și derivație. O parte a electronilor din această mișcare se recombină cu găuri în regiunea p, iar partea rămasă capturată de câmpul sursei externe atinge polul pozitiv, închizând circuitul.
Găurile care au trecut de la regiunea p la regiunea n se recombină complet în regiunea n. Curentul Ipr curent prin joncțiune este limitat de rezistența ohmică a regiunilor p și n și a rezistenței interne Evn, ca urmare a faptului că Ipr poate atinge valori prea mari, ceea ce va distruge joncțiunea p-n. Pentru a exclude acest lucru, Ip trebuie să fie limitat la elemente, de exemplu, rezistențe conectate în serie la circuitul de joncțiune p-n. Să luăm în considerare diagramele de bandă energetică ale joncțiunii pn, care se află în starea de echilibru și se deplasează în direcția înainte.
Diagramă fără deplasarea joncțiunii p-n.
n și p - nivele cvasi-Fermi pentru starea de nerambursare.
Schema energetică a joncțiunii p-n cu polarizare în față.
În absența echilibrului termodinamic, se obișnuiește introducerea a două noi valori ale lui `n și` p, care înlocuiesc n și p. `n și` p - se numesc cvasi-nivele de electroni Fermi, respectiv găuri.
; - Fermi quasi-potențiali ai electronilor și găurilor.
Aplicarea unei tensiuni externe la joncțiunea p-n (direct) conduce la o deplasare a nivelelor cvasi-Fermi ale poziției relative de echilibru. Dacă Evn> 0, atunci această valoare este scăzută din Marea Britanie și lățimea regiunii epuizate scade.
La tensiunea înainte la joncțiune, curentul de difuzie al suporturilor principale de încărcare I0 = Idiff mărește exp (EH / N 966; T) ori prin scăderea barierului potențial și este funcție de tensiunea aplicată:
, unde curentul curge prin tranziția p-n în starea de echilibru în direcția înainte.
Componenta de derivație a curentului când se aplică o tensiune externă înainte rămâne practic neschimbată Idr = const. Dar, deoarece în starea de echilibru | Idif | = | Id |. apoi Id = -I0. Semnul minus indică faptul că acest curent curge spre curentul de difuzie.
Dar, din moment ce Ipr este diferența dintre Idif și Idr, atunci
Curentul I0 se numește curentul termic sau curentul de saturație inversă. Valorile sale pentru un anumit semiconductor (cu o concentrație dată) depind doar de temperatură și nu depind de tensiunea aplicată.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: