1. Начальный переход: При соединении электроны из полупроводника -типа (где они имеют более высокий уровень Ферми, ) диффундируют в металл (где больше, а ниже), пока уровни Ферми не сравняются.

2. Заряд области:

• Полупроводник: Участок полупроводника, прилегающий к границе, теряет свободные электроны. Остаются только неподвижные положительные ионы донорной примеси. Эта область называется обедненным слоем или запирающим слоем.

• Металл: На границе металл приобретает избыточный отрицательный заряд.

3. Контактное поле: Возникающее электрическое поле направлено от полупроводника к металлу. Это поле препятствует дальнейшему уходу электронов из полупроводника.

4. Свойства запирающего слоя:

• Толщина: Невелика (порядка м).

• Сопротивление: Очень велико, так как область обеднена свободными носителями заряда.

2. Вентильная Проводимость

Вентильная проводимость (или выпрямляющий эффект) — это способность контакта металл-полупроводник или - -перехода пропускать ток значительно лучше в одном направлении, чем в противоположном. Контакт выступает в роли одностороннего вентиля (диода).

А. Прямое Смещение (Прямая Ветвь)

К металлу подключается отрицательный полюс источника, к полупроводнику -типа — положительный полюс.

Внешнее поле направлено навстречу внутреннему контактному полю .

Внешнее напряжение уменьшает потенциальный барьер и сужает запирающий слой.

Основные носители (электроны) легко переходят из полупроводника в металл. Сопротивление мало, ток велик (легкое прохождение).

Б. Обратное Смещение (Обратная Ветвь)

К металлу подключается положительный полюс источника, к полупроводнику -типа — отрицательный полюс.

Внешнее поле направлено согласно внутреннему контактному полю .

Внешнее напряжение увеличивает потенциальный барьер и расширяет запирающий слой.

Основные носители практически не могут преодолеть увеличенный барьер. Сопротивление велико. Протекает лишь очень маленький обратный ток, обусловленный неосновными носителями (дырками), который практически не зависит от напряжения.

Таким образом, контакт М-П, благодаря запирающему слою, пропускает ток только в одном направлении. На этом принципе основана работа диодов Шоттки, широко применяемых в высокочастотной электронике.

55. Эффект Зеебека. ТермоЭдс. Термопара.

Эффект Зеебека, ТермоЭДС, и термопара являются частью термоэлектрических явлений, которые описывают связь между электрическими явлениями и температурой.

1. Эффект Зеебека

Эффект Зеебека — это явление возникновения электродвижущей силы (ЭДС) в замкнутой цепи, состоящей из двух различных проводников или полупроводников, если их контакты находятся при разных температурах.

Механизм возникновения

1. Термическая диффузия: В любом проводнике при наличии градиента температуры ( ) носители заряда (электроны в металлах, электроны и дырки в полупроводниках) в горячей области обладают большей кинетической энергией и движутся быстрее, чем в холодной.

2. Градиент концентрации: Это приводит к диффузии более энергичных носителей из горячего конца проводника к холодному.

3. Возникновение поля: На горячем конце возникает избыточный заряд одного знака (например, положительный), а на холодном — противоположного (отрицательный). Между концами проводника возникает термоэлектрическое поле.

4. ТермоЭДС: В цепи, состоящей из двух разных материалов ( и ), разность температур на двух контактах ( ) приводит к возникновению двух разных по величине термоэлектрических полей, что в сумме даёт результирующую ЭДС — термоЭДС.