Лекции_6_переходы

Райков Д.В., кафедра экспериментальной физики

Так как через изолированный полупроводник ток

проходить не должен, между диффузионным и дрейфовым

токами устанавливается динамическое равновесие:

0

Приконтактную область, где имеется диффузионное электрическое поле, называют р-n-переходом.

Райков Д.В., кафедра экспериментальной физики

Потенциальная энергия электрона и потенциал связаны соотношением W=-qU, образование нескомпенсированных объемных зарядов вызывает понижение энергетических уровней p-области и повышение энергетических уровней n-области.

Райков Д.В., кафедра экспериментальной физики

Смещение энергетических когда уровни Ферми Wфn и Wфp границе раздела (х=0) уровень середину запрещенной зоны.

диаграмм прекратится, совпадут. При этом на Ферми проходит через

Райков Д.В., кафедра экспериментальной физики

Это означает, что в плоскости сечения х=0 полупроводник характеризуется собственной электропроводностью и обладает по сравнению с остальным объемом повышенным сопротивлением. В связи с этим его

называют запирающим слоем или областью объёмного

заряда.

Райков Д.В., кафедра экспериментальной физики

Совпадение уровней Ферми n- и р- областей соответствует установлению динамического равновесия между областями и возникновению между ними потенциального барьера Uk для диффузионного перемещения

через р-n-переход электронов n-области и дырок p-области.

n −Win ))

Райков Д.В., кафедра экспериментальной физики

Подстановка в это выражение результатов

логарифмирования соотношений (Wip-Wфp), (Wфn-Win) позволяет получить следующее равенство:

Райков Д.В., кафедра экспериментальной физики

Если обозначить ϕT=kT/q и учесть уравнение

(nn0·pn0=pp0·np0=ni2), то можно записать:

Райков Д.В., кафедра экспериментальной физики

Из этих уравнений следует:

/ϕ

T

n

/ϕT )

При комнатной температуре (Т = 300 К), ϕT≈0,026 В.

Райков Д.В., кафедра экспериментальной физики

Другим важным параметром р-n-перехода является его ширина, обозначаемая:

p

Райков Д.В., кафедра экспериментальной физики

Ширину запирающего слоя можно найти, решив

уравнения Пуассона для n-области и р-области:

qN Д

ε

	=	N Д )UK
		Д