3. Гетероперехід
Гетеропереходом називають перехідний шар з існуючим там дифузійним електричним полем між двома різними за хімічним складом напівпровідниками. При утворенні гетеропереходу через різні роботи виходу електронів з різних напівпровідників відбувається перерозподіл носіїв заряду в приконтактній області та вирівнювання рівнів Фермі в результаті встановлення термодинамічної рівноваги. Всі інші енергетичні рівні та зони повинні відповідно викривитися (рис. 10), тобто в гетеропереході виникають електричне дифузійне поле і контактна різниця потенціалів. При цьому енергетичний рівень «стелі» зони провідності має бути неперервним. Контактна різниця потенціалів, яка виникла на гетеропереході, визначається відносним зміщенням «стелі» зони провідності напівпровідників, які утворюють гетероперехід.
Ширина енергетичних зон різних напівпровідників різна. Тому на границі розділу двох напівпровідників отримуються звичайно розриви «дна» зони провідності та «стелі» валентної зони. В результаті цих розривів висота потенціальних бар’єрів для електронів (ПБЕ) та дірок (ПБД) в гетеропереході виявляється різною. Ця обставина визначає специфічні властивості гетеропереходів.
Рис. 10. Енергетична діаграма випрямляючого гетеропереходу між напівпровідниками з електропровідністю p- і n-типу з переважаючою інжекцією електронів у вузькозонний напівпровідник
Із-за різниці висот потенціальних бар’єрів для електронів та дірок прямий струм через гетероперехід зв’язаний в основному з рухом носіїв заряду лише одного знаку. Для гетеропереходів між напівпровідниками з різними типами електропровідності прямий струм викликається інжекцією неосновних носіїв заряду з широкозонного у вузькозонний напівпровідник. В гетеропереходах, утворених напівпровідниками з одним типом електропровідності, цей струм має неінжекційний характер.
Вентильні властивості гетеропереходу обумовлюються тим, що висота потенціального бар’єру для основних носіїв заряду залежить від полярності прикладеної зовнішньої напруги: зменшується при полярності, протилежній до полярності контактної різниці потенціалів, і збільшується при співпадінні полярності з полярністю контактної різниці потенціалів.
Список літератури:
Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. – М.: Высшая школа, 1991.– 622 с.
Жеребцов И.П. Основы электроники.–Л.: Энергоатомиздат, 1989.–352 с.
Мандзій Б.А., Бобало Ю.Я., Желяк Р.І. та ін. Основи радіоелектроніки. – Львів: Вид-во НУ ЛП, 2002. – 456 с.
Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 1987. – 479 с.
Электронные приборы: Учебник для вузов / В.Н. Дулин, Н.А. Аваев, В.П. Демин и др. / Под ред. Г.Г. Шишкина. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 496 с.
Навчальне видання Електричні переходи
Конспект лекцій
з навчальних дисциплін
„Компонентна база радіоелектронних засобів”
та „Технічна електроніка» для студентів напрямів підготовки
6.050901 „Радіотехніка” та 6.050903 „Телекомунікації
Упорядники: Капустій Борис Омелянович
Островський Ігор Петрович
Підписано до друку 30.06.2010. Формат 60*84 1/16.
Папір офсетний. Друк – різографія.
Наклад 30 примірників.
Надруковано з оригінал-макету копіювально-розмножувальним
центром навчально-наукового інституту післядипломної освіти
Національного університету «Львівська політехніка»