Вопрос8.Контакт между полупроводниками разных типов. Образование электронно-дырочного перехода.

Электронно - дырочный переход (p-n переход) - переходный слой между двумя областями п/п с разной электропроводимостью, в котором существует диффузионное электричское поле.

Электронно-дырочный или p-n-переход -область на границе двух по­лупроводников с различными типами электропроводности, т.е. p-n переход об­разуется между двумя областями полупроводника, одна из которых имеет элек­тронную электропроводность, а другая дырочную электропроводность

Если переход создается между полупроводниками n-типа иp-типа, то его называют электронно-дырочным или p-n переходом.

Электронно-дырочный переход создается в одном кри­сталле полупроводника с использованием сложных и раз­нообразных технологических операций.

Пусть имеется пластина кремния (или германия). Од­на часть ее объема n-типа, содержит донорную примесь, т.е. обладает электрон­ной проводимостью, а другая р-типа, т.е. обладает дырочной проводимостью.

Поверхность, по которой кон­тактируют слои р и n, называется ме­талургической границей,а приле­гающая к ней область - р-п-переходом.

p-n переходы классифицируют по рез­кости металлургической границы и по соотношению удельных сопротивлений слоев:

* ступенчатые переходы - переходы с идеальной границей, по одну сторону которой рас­полагаются доноры с постоянной кон­центрацией, а по другую - акцепторы с постоянной концентрацией;

** плавные переходы - переходы у которых в районе металлургической границы концен­трация одного типа примеси постепенно уменьшается, а другого типа - растет.

** p-n-переход называется симметричным, если концентрация р и п носителеи в соответствующих слоях одинакова.

Симметричные переходы не типичны для полупроводниковой техники. Главное распространение имеют несиммет­ричные переходы, у которых концентрации р и n носителей не одинаковы.

Вопрос9. P-n переход под действием внешнего электромагнитного поля. Свойства p-n перехода при прямом включении.

Слои пространственного заряда порождают в переходе Электрическое поле, это поле вызывает дрейфовый ток в направлении, противоположном диффузионному току. В конце концов, между диффузионным и дрейфовым токами устанавливается динамическое равновесие и изменение объемных зарядов прекращается.

Если к слоям полупроводника приложить внешнее напряжение так, чтобы созданное им электрическое поле было направленным противоположно направлению электрического поля между областями пространственного заряда, то динамическое равновесие нарушается, и диффузионный ток преобладает над дрейфовым током, быстро нарастая с повышением напряжения. Такое подключение напряжения к p-n-переходу называется прямым смещением.

Таким образом, три процесса определяют распределение неравновес­ной концентрации в базе p-n-перехода при прямом напряжении:

– инжекция – вызывает увеличение граничной концентрации n(x_p), т. е. приводит к появлению неравновесных носителей заряда в базе;

– диффузия – является причиной движения электронов через базу;

– рекомбинация – приводит к уменьшению неравновесной концентрации в базе вдали от p-n-перехода.