O tranziție cu gaura electronică este o regiune delimitată de două semiconductori, dintre care unul are un sistem electronic și celălalt o conductivitate electrică a găurii.
Deoarece densitatea găurilor în semiconductorul de tip p este mult mai mare decât în semiconductorul de tip n. și, invers, în semiconductorul de tip n, concentrația de electroni este mai mare, apoi se formează un gradient al concentrației găurilor și electronilor la interfața semiconductorilor cu conductivități electrice diferite. Aceasta determină o mișcare de difuzie a găurilor din regiunea p în regiunea n și electronii în direcția opusă și recombinarea lor.
Plecarea găurilor din zona de contact de tip p și electronii din regiunea de contact de tip n pe acele porțiuni format sărăcită de purtători stratului de încărcare mobil și taxa necompensate-negativă datorită ionilor de impuritate acceptor (în zona de contact a tipului p) și pozitiv încărcare datorată ionilor impurității donatorului (în regiunea de contact a tipului n). În Fig. 4, iar stratul de epuizare este marcat cu triunghiuri cu semnele "-" și "+", care denotă ionii negativi și pozitivi, respectiv impuritățile acceptor și donator. Astfel, stratul de epuizare este, zona cu superconductor semi-definit densitatea de sarcină spațială, a căror prezență are ca rezultat formarea unui câmp electric (fig. 4, direcția și intensitatea acestui câmp este arătată prin vectorul E). Acest câmp împiedică difuzarea ulterioară a găurilor de la semiconductorul de tip p în semiconductor de tip n și electroni în direcția opusă. Deoarece stratul epuizat are o conductivitate electrică nesemnificativă, deoarece practic nu există suporturi de sarcină pozitivă în el, se numește un strat de blocare.
Dacă conectăm o tensiune externă Uobp la joncțiunea p-n astfel că plus se aplică regiunii semiconductoare de tip n și minus regiunea semiconductorului
p-tip (astfel de încorporare se numește reflux. Fig. 4b), stratul de epuizare se extinde, ca și de un electroni de tensiune externă și găuri deoarece principalii purtătorii de sarcină sunt transferate de la p-n-tranziției în direcții diferite. Bariera potențială crește și devine egală cu # 966; k + uobr .. deoarece. tensiunea externă coincide cu diferența de potențial de contact. Lățimea noului strat de masă crește. Rezistența tranziției este mare, curentul prin aceasta este mic, deoarece se datorează purtătorilor minorităților (componenta derivată a curentului). Curentul se numește inversat, iar joncțiunea p-n este închisă.
Cu conexiune directă. Stratul de epuizare se îngustează, iar conductivitatea crește. Bariera potențială este redusă și devine egală cu # 966; k - Upr. Condițiile sunt create pentru injectarea principalilor purtători de încărcătură și un curent mare înainte trece prin joncțiune, datorită difuziei principalilor purtători (curent de difuzie).
Relația dintre curentul direct și tensiunea directă aplicată la joncțiunea p-n Upr este determinată de expresie
unde T - potențial termic (la temperatura normală T ≈ 0,28 V).
Valoarea curentului invers poate fi determinată din Ecuația (1) prin înlocuirea valorii Unp by
-Uobr. Având în vedere că în partea de lucru a gamei de curenți inversați # T6 <<|Uобр |, получим
Valoarea curentă Ip în funcție de valoare este mult mai mică decât Ipr. Ramificațiile înainte și înapoi ale caracteristicilor de tensiune curentă corespunzătoare ecuațiilor (1) și (2) sunt prezentate în Fig. 5.
Rezultă din relațiile (1) și (2) (caracteristica curentului de tensiune) că valoarea și direcția curentului care trece prin joncțiunea p-n depind de valoarea și semnul tensiunii aplicate. Cu o prejudecată înainte a joncțiunii pn, rezistența sa este nesemnificativă, iar curentul este mare. Regresia inversă la tranziție determină o rezistență mult mai mare în direcția opusă cu un curent invers mic. Astfel, joncțiunea pn are proprietatea conductivității unilaterale, ceea ce face posibilă utilizarea acesteia în scopul rectificării unui curent alternativ.
Dacă tensiunea inversă depășește o anumită valoare a U.pr. (Figura 5), care se numește defalcare, crește invers intensitatea curentului invers. Dacă nu este limitată, va apărea o defecțiune electrică a joncțiunii pn, însoțită de o defalcare termică frecventă. Defalcarea electrică se explică prin faptul că cu Uob> Uobr.pr. câmpul electric din joncțiunea pn devine atât de puternic încât este capabil să împartă electronilor și găurilor suficientă energie pentru ionizarea prin șoc a materialului de tranziție cu un proces de avalanșă de înmulțire a perechilor suplimentare de încărcături. Aceste perechi contribuie la o creștere accentuată a curentului invers. O defecțiune electrică de scurtă durată nu distruge joncțiunea p-n, adică este un fenomen reversibil. Când apare defectarea termică, apare o supraîncălzire inacceptabilă a joncțiunii pn și se descompune.
Pe măsură ce crește temperatura, crește atât curenții direcți, cât și cei inversi. Caracteristica curent-tensiune a tranziției pn la o temperatură mai mare este prezentată în Fig. 5 de linia punctată.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: