|
Shakl: 4.22a.
Undagi tashqi kuchlanishni to'g'ridan-to'g'ri va teskari yoqish bilan p-n-birikma yaqinidagi potentsial
chegaralar
|
Shakl: 4.22b.
Undagi tashqi kuchlanishni to'g'ridan-to'g'ri va teskari yoqish
bilan p-n-birikma yaqinidagi potentsial chegaralar
|
|
Shakl: 4.23.
Ko'pchilik va ozchilik tashuvchilar oqimining p-n-birikma orqali uning kuchlanishiga bog'liqligi,
p-n-birikmaning I-V xarakteristikasi
|
Agar shunday bo'lsa o'tish uchun, shaklda ko'rsatilgandek, tashqi potentsial farqini "aksincha" qo'llang. 4.22 (b) (teskari qo'shilish deb ataladi o'tish), keyin tashqi maydon chegaradagi mavjud maydonni ko'paytiradi , va shakllar chegaralarining balandligi. 4.21 ko'payadi. Asosiy tashuvchilarning oqimi formulaga muvofiq kamayadi (4.38). Bunday holda, ozchilikni tashuvchi oqim deyarli o'zgarmaydi, chunki u ozchilik tashuvchilar soni bilan cheklangan. Shakl. 4.23 asosiy va ozchilik tashuvchilar oqimining tashqi kuchlanishning "teskari" yoqilishiga bog'liqligini tasvirlaydi , va I - V xarakterli bo'lim qurilgan .
Buzilmoq o'tish. Agar teskari polaritning kuchlanishini oshirishda davom etsangiz, unda ma'lum bir voltajda , buzilish kuchlanishi deb ataladi, пробой перехода. Это связано с тем, что в закрытом состоянии перехода почти все приложенное напряжение действует в тонком пограничном слое. Поэтому в нем сформируется большая напряженность электрического поля, способная ускорить электрон на малом расстоянии до энергий достаточных для "выбивания" электрона из ковалентной связи; далее уже оба электрона будут ускорены, они выбьют еще электроны и так далее. Получится подобие электронной лавины, приводящей к пробою перехода. Пробою соответствует участок около на ВАХ (см. рис. 4.23). Этот участок при имеет участок плавного нарастания тока, что позволяет использовать явление пробоя, вернее предпробойное состояние для стабилизации напряжения (см. ниже).
ВАХ перехода получается нелинейной, а главное несимметричной: в одну сторону переход проводит ток очень хорошо, а в другую - очень плохо.
Можно дать и простое, наглядное объяснение таких сильных отличий проводимости перехода в разных направлениях. Рассмотрим рис. 4.24.
|
Рис. 4.24а.
Схема движения электронов и дырок при прямом (а) и обратном (б) включении p-n- перехода
|
|
Рис. 4.24b.
Схема движения электронов и дырок при прямом (а) и обратном (б) включении p-n- перехода
|
При включении перехода в прямом направлении (см. рис. 4.24 а) дырки в левой области будут двигаться к границе раздела, и электроны из правой области также будут двигаться к границе раздела. На границе они будут рекомбинировать. Ток на всех участках цепи обеспечивается основными носителями, сам переход обогащен носителями тока. Проводимость перехода будет большой.
При включении перехода в обратном направлении (см. рис. 4.24 б) и дырки в левой области будут двигаться от границы раздела, и электроны из правой области также будут двигаться от границы раздела. На границе раздела областей в итоге не останется основных носителей тока. Ток на этой границе будет обеспечивается очень малым числом неосновных носителей, образовавшихся вблизи тонкого перехода. Проводимость перехода будет малой. В итоге ВАХ примет асимметричный вид как на рис. 4.23.
Применения перехода в технике - очень многочисленны. Остановимся на некоторых из них.
Выпрямление тока и детектирование сигналов. Для этих целей используют деталь - полупроводниковый диод, главная часть которой переход. Используют схему подключения диода, изображенную на рис. 4.25. Если на вход подать синусоидальный сигнал, то диод "пропустит" только положительные полуволны синусоиды. На сопротивлении нагрузки (на выходе) сигнал будет иметь вид как на рис. 4.25. Чтобы получить огибающую сигнала, то используют дополнительный конденсатор , который, заряжаясь и разряжаясь, сгладит острые полуволны. По такой схеме работают простейшие выпрямители напряжения - устройства, преобразующие переменный ток в постоянный, и детекторы радиосигналов - устройства, позволяющие выделить огибающую высокочастотного сигнала, несущую полезную информацию.
Do'stlaringiz bilan baham: |
