Контакт Ме – п/п p-типа

e_0p > e_0.

WМе p

e_0p ЗП X

e₀ W_с

W_А W_Ф

ЗП W_В

ВЗ

W,U X

e_K

e_0p e₀ W_с

W_Ф

ЗПВЗW_В

L

В этом случае электроны переходят из Ме в п/п, создавая ЗС, поскольку в p-п/п уменьшается концентрация дырок. При подключении прямого напряжения сопротивление ЗС уменьшается, при подключении обратного – увеличивается.

Из-за изменения сопротивления ЗС при подключении напряжения данный переход обладает выпрямляющими свойствами.

Если e_0p >> e₀, то может возникнуть инверсный слой вp-п/п, т.е. слой с электронной проводимостью.

Если e_0p < e₀, то электроны из п/п переходят в Ме, в п/п образуется избыточная концентрация дырок, и слой будет иметь более высокую проводимость, чем п/п – контакт антизапирающий (омический).

Пробой p-n-перехода.

Пробоем p-n-перехода называется резкий рост обратного тока через переход при приложении обратного напряжения.

Виды пробоя:

• Лавинный пробой ЛП

• Полевой пробой ПП

• Тепловой пробой ТП

ЛП: развивается вp-n-переходе, образованном слаболегированным п/п (ширина ЗС большая).

Если приложить большое обратное напряжение, то суммарная напряжённость в ЗС велика, так что неосновные носители, проходя черезp-n-переход, приобретают энергию, достаточную для ионизации атомов п/п.

При этом дырки и электроны по пути через ЗС образуют новые пары подвижных носителей заряда, которые в свою очередь разгоняются в поле и ионизируют новое поле и т.д.

Т.е. в ЗС развивается лавина подвижных носителей и обратный ток резко увеличивается. Характеризует этот процесс коэффициент умножения, который определяется по формуле:

где N₁– количество электронов, поступивших вp-n-переход

N₂– количество электронов, ионизированных электронами

N’₂– количество электронов, ионизированных дырками.

Важной характеристикой пробоя является обратное напряжение.

А,- коэффициенты, которые зависят от материала и от типа проводимости.

Для ЛП характерен резкий рост обратного тока при незначительном увеличении обратного напряжения.

I

U_ЛПU

ПП: этот пробой характерен для переходов, образованных п/п с меньшим, чем ранее удельным сопротивлением.

При сильном э.п. = (2-5) 10⁷В/м возникает условие для ионизации атомов п/п фанонами или др. частицами.

Фанон – это энергия колеблющихся атомов.

Величина пробивного напряжения зависит от - удельного сопротивленияn- иp-п/пGe:

При значительной величине напряжение ПП больше, чем напряжение ЛП, и в переходе возникает ЛП.

Характеристика ветви ПП такая же, как и ЛП.

ТП: возникает в результате разогреваp-n-перехода обратным током большой величины.

Если количество джоулевого тепла, выделяемого в переход, больше, чем количество тепла, отводимого от перехода, то температура перехода возрастает и возрастает число носителей заряда, переход разогревается.

Напряжение U_ТПзависит от величиныI_обр, сопротивленияp-n-перехода, от условий теплоотвода и от температуры окружающей среды.

Зависимость I_обротU_пр имеет вид:

I

U

ТП может наступить за счёт увеличения обратного тока при ЛП или ТП.

Ёмкости p-n-перехода

ЗС, образованный в p-n-переходе двумя слоями разноименно зарядов, может быть представлен эквивалентным плоским конденсатором с емкостью С:

S– площадь перехода

2L– ширина ЗС

Из анализа, проведённого ранее для p-n-перехода, видно, что концентрация объёмного заряда в приконтактной области изменяется в зависимости от внешнего напряжения.

При U_обр ширина ЗС увеличивается. Меняется при этом и распределение зарядов. Ёмкость, обусловленная наличием зарядов в ЗС в условиях равновесия и при подачеU_обр , называетсябарьерной илизарядной ёмкостью.

Изменение объёмных зарядов происходит и при подключении U_пр за счёт инжекции неосновных носителей.

Ёмкость, обусловленная такими изменениями заряда, называется диффузионной.

Барьерную ёмкость рассмотрим на примере несимметричногоp-n-перехода (N_а>N_д).

ЗС лежит в основном в n-п/п. Ширина ЗС:

При подключении обратного напряжения ЗС расширяется.

При данном условии 2L=L’’

Диффузионная ёмкость– может быть определена, как отношение изменения величины инжектированных зарядов к изменению напряжения на переходе.

I–I_прчерез переход

- время жизни неосновных носителей.