23.Выпрямление тока в контакте метал-полупровадник. Диоды Шотки

Приложим к контакту напряжение прямого смещения. При этом потенциал барьера уменьшается.

Через переход будет течь ток

По закону термоелектроннойэмиссий

где А- постоянная Ригорсона.

и-соотвецтвующие роботы выхода.

Суммарная плотность тока

- ток насыщения.

Вах несемитрична выпрямление тока.

Это явление используется в диодах Шотки.

Диоды Шотки

Эти диоды созданы на основе выправляемых свойств полупроводника.

ОПЗ – область пространственного заряда. Р – область необходимая для предотвращения поверхностного пробоя. Основные носители заряда – электроны

Диод может работать на частоте ~10Ггц. В диодах та р-п –переходах проблема восстановления обратного V вследствие большого времени жизни неосновных носителей. Недостаточно по с равнению с диодами на р-п – переходах: малая мощность, сложность изготовления, малое прямое напряжение (~0,1В).

25. Контакт электронного и дырочного полупроводников.

Считаем, что переход идеальный, резкий. Будем считать, что примеси полностью ионизированные.

Происходит диффузия дырок вправо и электричество в лево. На границе создаться объемный заряд. Возникнет электрическое поле , который будет препятствовать диффузий основным носителем.

При термодинамическом равновесий возникнет контактная разность потенциалов.

Заряд в области

Зонная энергия диаграммы р-п – перехода

Изменение концентраций носителей

Для носителей потенциального барьера нет.

1,4 – плотности тока основных носителей

2,3 – плотность тока неосновных носителей

В равновесий тока основной и неосновных носителей уравновешены.

Компонентная разность потенциалов – разность термодинамической работы выхода.

и- уравнение Ферми в полупроводниках п и р – типа.

Используем формулу

Чем высшее степень легирирования полупроводников, тем выше контактное разность потенциалов.

концентрация неосновных дырок

- концентрация не основных электронов.

Найдем максимальную , которую можем достигнуть в р-п – переходе. Не обходимо, чтобы в п полупроводнике F был близок к E_c, а в р полупроводнике близок к E_V.

для кремния ~ 1В, для германия ~ 1В

27. Выпрямление тока в р-n переходе.

Рассмотрим приложение внешнего U к контакту. Как и в контакте метала с проводником происходит выпрямление тока. Приложим U смещение. Все внешние электрическое поле будет приложено к области объемного заряда, контакт являться слоем повешенного сопротивления по средним глубинным сопротивлением полупроводников. Потенциальный барьер стал ниже. Ток основных носителей стал больше, чем ток не основных. Происходит индукция не основных носителей. В n – бласти за щет инжекции:

- за счет внешнй U

Аналогично для избыточных электронов в р области:

ВАХ р-п -перехода

26. Толщина слоя объемного заряда p/n перехода.

Уравнение Пуассона имеет вид:

,

Для n-области:

Точка Х=0 соответствует середине переходной области. В т Х=0 потенциалы должны:

Учитывая эти условия, уравнения можно переписать по другому:

Это означает, что заряд слева от р-п – перехода равен заряду справа (условия электронейтральности перехода )

Lo зависит от , степени легирования. Крайнее случай:иЕсли приложено прямое V, то заменяем , если обратно на . В первом случай Lo стан. больше, во втором…