Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекції з Фізики сонячних елементів.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
02.09.2019
Размер:
993.28 Кб
Скачать

2.5. Зміна зонної схеми контакту напівпровідник-метал при накладенні постійного зовнішнього поля

При відсутності зовнішнього поля (в рівноважних умовах) вигин зон рівний , а при накладанні зовнішнього поля вигин зон змінююється на величину , на яку зміщуються і рівні Фермі. При

вигин зон зменшується, при - збільшується, а в цілому вигин зон рівний .

Рис. 2.5. Зонна схема контакту метал- напівпровідник в стані термодинамічної рівноваги.

При під`єднанні зовнішнього джерела плюсом до металу, а мінусом до напівпровідника спостерігається зсув рівнів Фермі Ефн/п і рівнів Eco, Eio, Evo вверх, а рівня Eфм - вниз, так що Ефн/п- Eфм=eV.

Таке включення зовнішнього електричного поля приводить до віднімання зовнішнього поля від контактного і до зменшення викривлення зон у збідненому шарі, що відповідає прямому включенню зовнішньої напруги.

Рис. 2.6. Зонна схема контакту метал- напівпровідник при прямому під`єднанні зовнішньої напруги.

Напруженість поля в будь-якому перерізі збідненого шару при прямому включенні менше, ніж в рівноважних умовах для того ж перерізу.

Рис. 2.7. Зонна схема контакту метал- напівпровідник при зворотному зміщенні.

При під`єднанні зовнішнього джерела мінусом до металу і плюсом до напівпровідника спостерігається зсув рівнів Ефн/п, Eco, Eio, Evo вниз, а Eфм -вверх, так що Eфм- Ефн/п=eV . Це приводить до додавання контактного і зовнішнього полів і до збільшення вигину зон в запірному шарі, що відповідає зворотньому включенню. Допускаючи, що V<0, можна записати загальний вигин зон як e(Vk-V).

2.6. Товщина запірного шару

Розглядаючи розподіл величини електростатичного потенціалу в запірному шарі, ми отримали:

. (2.38)

Звідси товщина запірного шару dn буде дорівнювати :

, (2.39)

якщо n0=Nd

Із (2.39) видно, що товщина запірного шару зростає із зростанням величини Vk - контактної різниці потенціалів, яка визначається різницею робіт виходу і зменшується при збільшенні концентрації домішки.

Формула (2.39) буде справедливою і при накладенні зовнішнього електричного поля.

Для прямого включення зовнішнього електричного поля висота потенціального бар`єру зменшується на величину зовнішньої напруги e(Vk-V).

В цьому випадку товщина запірного шару буде:

, (2.40)

тобто величина dn буде зменшуватися з ростом величини V.

Навпаки при V<0 , тобто для зворотнього включення, товщина шару збільшується з ростом абсолютного значення V. Якщо V позначити через Vзвор., то формулу (2.40) можна переписати так:

, (2.41)

Збіднений шар з постійним об`ємним зарядом здатний змінювати свою товщину по формулі типу ( 2.39 ) називають фізичним запірним шаром або шаром (бар`єром) Шотткі.

Відмітимо залежність товщини бор`єру Шотткі від концентрації носіїв заряду і, відповідно, від концентрації легуючих домішок.

Із збільшенням n0 товщина шару зменшується , і навпаки. Відповідно, чим слабше легований напівпровідник, тим більше dn при заданому значенні V. Наприклад, для германію n -типу, який має =16, Vk=0,3eB при n0=1014см-3 в рівноважному стані, тобто при V=0 маємо dn=2,3.10-4см, а при n0=1016 см-3, відповідно dn= 2,3.10-5см.

Звичайно порядок товщини шару Шотткі при V=0 буде в межах 10-5-10-3см.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]