Главное


Вольт-амперная характеристика p-n перехода

Если к p-n переходу подвести внешнее напряжение так, чтобы направление внешнего электрического поля совпало с направлением внутреннего электрического поля перехода, т.е. подключиться минусом к р- области и плюсом к n-области, то это приведёт к увеличению напряжённости электрического поля в p-n переходе и к увеличению высоты потенциального барьера до величины φ0+Е. При увеличении потенциального барьера диффузия основных носителей затрудняется настолько, что ток диффузии уже при незначительном внешнем напряжении практически обращается в нуль и результирующий ток перехода согласно формуле (3.1)

Ip-n=Iдиф-I0=-I0

Оказывается примерно равным обратному дрейфовому току насыщения неосновных носителей, который очень мал (единицы микроампер) из-за малой концентрации неосновных носителей. Кроме того, под действием возросшего поля основные носители будут возвращаться (отражаться) назад, что приведёт к уменьшению их концентрации на границах исходного запирающего слоя, т.е. в конечном счёте, приведёт к смещению этих границ и к увеличению толщины запирающего слоя. Напряжения указанной на рис. 3. полярности, приводящее к росту потенциального барьера, называются обратными, а сам p-n переход - обратно включённым. Если к p-n переходу подвести прямое напряжение так, чтобы электрические поля, создаваемые контактной разностью потенциалов и внешним источником, оказались противоположными, то это приведёт к уменьшению высоты потенциального барьера до значения φ0-Е.

Снижение потенциального барьера в прямо включённом p-n переходе облегчает диффузию основных носителей, поэтому ток диффузии увеличивается. Кроме того, происходит сужение запорного слоя. При прямом включении происходит преимущественное введение носителей зарядов в те области кристалла, где они являются неосновными, поэтому этот режим работы p-n перехода называют режимом инжекции (впрыскивания) неосновных носителей. Таким образом, p-n переход обладает несимметричной вольт - амперной характеристикой (рис. 4).

Рис. 4. ВАХ p-n- перехода

При прямом включении через переход проходит большой прямой ток, а при обратном - незначительный обратный ток, который практически определяется собственной электропроводностью полупроводника, сильно зависящей от температуры среды.

Установлено, что ток диффузии, как при прямом, так и при обратном напряжении изменяется по экспоненциальному закону:

Iдиф=I0exp[eU/kT]

где U-внешнее напряжение. Используя соотношение (3.1), получаем выражение для тока p-n перехода:

(5)

Из рисунка 4. видно, что p-n переход обладает резко выраженной односторонней проводимостью.

Другие статьи по теме

Генератор линейно возрастающего напряжения
Электроника является универсальным и исключительно эффективным средством при решении самых различных проблем в области сбора и преобразования информации, автоматического и автоматизиров ...

Анализ систем видеонаблюдения
Система видеонаблюдения - система аппаратно-программных средств, с целью видеонаблюдения. Сегодня системы видеонаблюдения являются одним из самых эффе ...

Антенно-фидерные устройства
«Хорошая антенна - лучший усилитель высокой частоты» Радиосвязь между двумя пунктами, расположенными на поверхности Земли осуществляется пространственными и поверхностными волнами. ...

www.techspirit.ru © 2020