Semiconductors p és n-típusú, p-n átmenet
N-típusú félvezetők
Hozzátéve, hogy a félvezető szennyeződések jelentősen befolyásolja a viselkedést, az elektronok és energourovni spektrumát a kristályt. Vegyérték elektronok a szennyező atomok létrehozásához energiaszintek a tiltott régióban a spektrum. Például, ha a rács a germánium egy öt vegyértékű atom szubsztituált fluoratom, a további elektron-energiával kisebb lenne, mint az energia, amely megfelel az alján a vezetési sávban. Energia szintjét az ilyen szennyező elektronok alja alatt a vezetési sáv. Ezek a szintek tele vannak elektronok az úgynevezett donor. Mert elektronok átvitelét donor szintje a vezetési sávban energiát igényel kevesebb, mint a tiszta félvezető. Miután az elektronok át a vezetési sávban donor szintek, azt mondja, hogy volt egy félvezető n vezetési típusú. Semiconductors egy donor szennyező úgynevezett elektron (donor) vagy n-típusú félvezetők (negatív - negatív). Elektronjai Semiconductors n - típusú szolgál fő töltéshordozók, lyukak - a kisebbségi. Az energia diagramja egy ilyen félvezető az 1. ábrán látható.
P-típusú félvezetők
Egy félvezető, amely egy akceptor szennyező, elektronok viszonylag könnyen át a vegyérték sáv, hogy az akceptor szinteket. Ebben a helyzetben a vegyérték sáv megjelenő ingyenes lyukak. A lyukak száma ebben az esetben lényegesen nagyobb, mint a szabad elektronok képződnek, amelyek az átmenetet vegyértékelektronját a vezetési sávban. Ebben a helyzetben a lyukakat - fő töltéshordozók elektronokat - kisebbség. A vezetőképesség a félvezető, amely egy akceptor szennyező jelentése p-típusú, ahol a vezetőszegmensek nevezzük a lyuk (akceptor), vagy félvezető p-típusú (a pozitív - pozitív). Az energia diagramja félvezető p-típusú a 2. ábrán látható.
Problémák kontroll minden tantárgyból. 10 éves tapasztalat! Ár 100 rubelt. 1-jétől nap!
Írunk az olcsó és éppen időben! Több mint 50 000 bizonyított szakemberek
Különleges ajánlat! Ily módon 100 rubelt.
elsőrendű!
200 rubel / 2 óra
350 rubel / 2 óra
50 rubel / 2 óra
p-n átmenet
p-n átmenetet, hogy hozzon létre egy természetes félvezető dopping donor és akceptor szennyeződések ellentétes oldalán a felület. Ebben a régióban, ahol a bemeneti donor szennyeződések válik n-régiót, amelynek elektronvezetőképességgel, a régióban, ahol akceptor szennyező bevezetett - p-régió egy domináns lyuk vezetőképesség.
Mivel a N- régió elektron koncentráció nagyobb, (összehasonlítva a koncentráció lyukak), és egy p-régió Megfordítva, az elektronok diffúz a n-régió p- régióban, és a lyukak az ellenkező irányba. Ennek eredményeként, N- történik pozitív töltés régió és egy negatív régió p- Emerging így egy potenciális különbség, és egy elektromos mezőt kísérletet, hogy lassú a diffúzió a pozitív és negatív töltések. Ha egy feszültség egyensúly keletkezik. Mivel az elektron töltése kisebb, mint nulla, akkor a növekedési potenciál csökkenéséhez vezet a potenciális energia az elektronok és a lyukak növekedni potenciális energia. Ennek következtében, a növekedési potenciáljának N- régió potenciális energia az elektronok ebben a tartományban csökken, és egy p-régió növekszik. A potenciális energia a lyukak nem ez a helyzet. Karakter változás elektromos potenciál egybeesik a természet energia változását a lyukakat.
Problémák kontroll minden tantárgyból. 10 éves tapasztalat! Ár 100 rubelt. 1-jétől nap!
Így, van egy potenciális akadályt, amely ellenáll az áramlás diffúziós elektronok és a lyukak által átmenet azok nagyobb koncentrációban, azaz a nyomás az elektronok a n-régió és a nyomás lyukak a p- régióban. Ez a potenciális akadályt növeli egy olyan értékre, amelyen megjelenik a csomópont elektromos mező generál áramok Az ilyen hordozók, amelyek teljesen kompenzálni a diffúziós fluxus. Mivel a nyugalmi állapot elérését.
Az elektronok és lyukak a félvezető vezetési sávban élettartama véges. Lyukak, amelyek a régióban a P- N- szórt régió ott egy ideig, majd megsemmisült elektronokkal. Csak viselkednek elektronok sújtotta a régióban a p-n régióban. Következésképpen, a koncentráció a feleslegben lyukak a n- régióban, és a koncentrációt az elektronok p- régióban csökken (exponenciálisan) való távolság növekedésével a határon.
[Megjegyzés] Általában p jelentése a Fermi energia és a n-félvezető régiók különbözik körülbelül 1 eV. Így a potenciális különbség, amely megjelenik a csomópont és a Fermi energia szintje különböző oldalain az átmenet a sorrendben 1V.
Az elektromos áram segítségével a p-n átmenet
Tegyük fel, hogy a feszültséget úgy, hogy a lehetséges az N- régiónak van egy mínusz jel, a P- régió - plusz. A potenciális akadályt ebben az esetben a többségi töltéshordozók csökkenti az áramot. Következésképpen a jelenlegi fő fuvarozók növekszik. Az erőssége a kisebbségi töltéshordozók szinte változatlan, ahogy azt a diffúzió aktuális hordozó koncentrációja, és független az alkalmazott potenciális különbség.
Ha egy külső feszültség van úgy, hogy a lehetséges az N- régió nagyobb, mint nulla, és a p- régió kisebb, mint nulla, a potenciális akadályai növekvő többségi töltéshordozók. Ezután a többség hordozó áram közel egyenlő 0. A jelenlegi kisebbségi töltéshordozók nem változik. Ha az aktuális egy olyan irányban, a n-régió a p-régió nem áramlik, ez az úgynevezett cut-off line. Fordított irányban az úgynevezett áteresztő.
Az átmenetifém - félvezető képes, hogy átmenjen egy áram egyirányban, és nem egy másik menetben. Sőt, a félvezető lehet bármilyen típusú. Ez a jelenség annak a ténynek köszönhető, hogy minden a félvezető, hogy a fém nagyon szegény szabad elektronokat. Abban az esetben, egy átmenetifém - huzal, keresztül haladási irányával egy irányban a félvezető, hogy a fém.
p-n átmenetet működik, mint egy dióda, mert egyoldalú vezetőképessége. A leggyakrabban használt anyagok létrehozása egy p-n átmenetek vannak germánium és szilícium. A germánium koncentrációja többségi töltéshordozók nagyobb, mint a szilícium, nagyobb mobilitás. Ennek köszönhetően vezetőképesség a p-n átmeneteket germánium haladási irányával lényegében nagyobb, mint a szilícium, de a visszirányú áram ennek megfelelően nagyobb. Szilícium is használható egy széles hőmérséklet-tartományban.
Beállítás: áram - feszültség jellemző p-n átmeneteket szilícium ábrán látható. 3. p-n átmenetet germánium ábrán. 4. Hasonlítsd össze a különbségeket megmagyarázni.
A áram-feszültség jellemző p-n átmenetet jelzi az átmenet egyoldalú vezetőképesség, nevezetesen, vezeti áram irányában a p régió n. (A pozitív értékek megfelelnek a változás U feszültséget az átmenetet a potenciális területen p n régió).
Egy lehetséges oka különbségek áram-feszültség jelleggörbe szilícium (3. ábra) Az áram-feszültség jellemzők alacsony germánium koncentrációja kisebbségi töltéshordozók a szilícium. Kaptunk alacsony alkalmazott feszültségek az áramsűrűség (j) a kisebbségi töltéshordozók nagyon kicsi, és csak akkor, ha U = 0,6B áramerősség emelkedni kezd exponenciálisan (germánium ez bekövetkezik, ha U = 0 B).
Feladat: Mi az alagút hatás?
A nagy koncentrációjú szennyező atomok a félvezető a kiterjedése a szennyezési szintek. A szintek befogják a határ a zónák között. Ennek eredményeként - a Fermi szint esik akár vezető, akár vegyértéksávja. Ha nincs átmenet ellentétes oldalán egy külső feszültség megegyezik a Fermi energia. Amikor erősen adalékolt átmenet válik szűk, a koncentráció a kisebbségi töltéshordozók kicsi.
Ha csatolja a külső feszültség a pass irányba, van egy kis dióda áram. Azonban, mivel a szemközti oldalon a átmenet, amely elválasztja a potenciális energia barrier hordozók egyenlő, az úgy nevezett alagút hatás hordozók áthaladnak a potenciálgát nélküli energia változás. Emiatt a potenciálfal jelentős áram folyik. Növelésével a feszültség energia az elektronok n-régió növekvő, p --oblasti csökken, az átfedő régióban a szennyezési szintek kisebb lesz. Ennek következtében csökken az áramerősség. (Maximális áram érhető el, ha a területek átfedik egymást a legtöbb módon). Abban az időben, amikor a szennyező sávot eltolják egymáshoz képest úgy, hogy mindegyik a másik oldalon ellenzi átmenet bandgap, alagút végződik. Az erőssége a jelenlegi keresztül a csomópont csökken. A magas feszültséggel, a vezetési sáv n és p régiók ugyanazon a szinten, van egy hagyományos dióda áram. A jelenlegi erőssége növekszik újra. A szünetben az első maximális áram, amíg a következő minimális neki alagút diódával nyilvánul negatív ellenállás hatását, amikor a növekedés feszültség csökkenéséhez vezet a jelenlegi. Ábra 5 voltos - amper jellemző az alagút dióda.
Problémák kontroll minden tantárgyból. 10 éves tapasztalat! Ár 100 rubelt. 1-jétől nap!
Írunk az olcsó és éppen időben! Több mint 50 000 bizonyított szakemberek
Különleges ajánlat! Ily módon 100 rubelt.
elsőrendű!
200 rubel / 2 óra
350 rubel / 2 óra
50 rubel / 2 óra
Megtudja, a költségek az írás munka megrendelésre
További cikkek
Elvégzése minden típusú alkotások fizika
Nyitottak vagyunk hétköznap 10:00-20:00