В.И.Елфимов, н.С.Устыленко основы теории p-n перехода

Министерство образования Российской Федерации

Уральский государственный технический университет

В.И.Елфимов, Н.С.Устыленко

Основы теории p-n перехода.

Учебное пособие

Научный редактор – доц., канд. техн. наук А.А.Калмыков

Екатеринбург 2000

УДК 621.381

ББК 32.8

О 75

Рецензенты:

Кафедра информатики Уральской Государственной Горно-геологической Академии (зав. кафедрой – проф., д.т.н. Носырев М.Б.);

Главный конструктор КБ «Экологическая и медицинская аппаратура» ГУП ПО «Октябрь», к.т.н. Кубланов В.С.

Авторы: В.И.Елфимов, Н.С.Устыленко

О 75 ОСНОВЫ ТЕОРИИ p-n ПЕРЕХОДА: Учебное пособие / В.И.Елфимов, Н.С.Устыленко. Екатеринбург: ООО ”Изд-во УМЦ УПИ”, 2000, 55 с.

Учебное пособие содержит описания физических процессов, возникающих при образовании p-n перехода, равновесного и неравновесного состояния p-n перехода, вольтамперных характеристик идеального p-n перехода, различных типов пробоев. Рассматривается влияние температуры и свойств материала на характеристики перехода.

Пособие составлено в соответствии с программой курса «Физические основы электроники» и отвечает всем требованиям, принятым на кафедре «Радиоэлектроника информационных систем» УГТУ-УПИ.

Для студентов радиотехнических специальностей всех форм обучения.

Библиогр.: 11 назв. Рис. 28. Табл.1.

Оглавление

Основы теории p-n перехода. 1

Екатеринбург 2000 1

УДК 621.381 1

ББК 32.8 1

О 75 1

Рецензенты: 1

Кафедра информатики Уральской Государственной Горно-геологической Академии (зав. кафедрой – проф., д.т.н. Носырев М.Б.); 1

Главный конструктор КБ «Экологическая и медицинская аппаратура» ГУП ПО «Октябрь», к.т.н. Кубланов В.С. 1

Авторы: В.И.Елфимов, Н.С.Устыленко 1

О 75 ОСНОВЫ ТЕОРИИ p-n ПЕРЕХОДА: Учебное пособие / В.И.Елфимов, Н.С.Устыленко. Екатеринбург: ООО ”Изд-во УМЦ УПИ”, 2000, 55 с. 1

Введение 5

1. Физические процессы в p-n переходе 7

1.1. Понятие электронно-дырочного перехода 7

1.2. Равновесное состояние p-n перехода 7

1.2.1. Образование p-n перехода 7

Рис.1 8

Диаграмма 2 10

Диаграмма 3 10

Рис.2 10

Диаграмма 4 11

Рис.2. Окончание 12

1.2.2. Токи в p-n переходе в равновесном состоянии 13

или 14

Рис.3 15

, иначе: 15

1.2.3. Контактная разность потенциалов 15

Задача 1 17

Задача 2 18

Задача 3 18

1.2.4. Энергетическая диаграмма p-n перехода в равновесном состоянии 19

Рис.4 20

Рис.5 21

1.3. Неравновесное состояние p-n перехода 22

1.3.1. Прямосмещенный p-n переход 22

Рис.6 22

Рис.7 25

Рис.8 25

1.3.2. Обратносмещенный p-n переход 26

Рис.9 27

Рис.10 28

Рис.11 29

2. Идеальный p-n переход 29

2.1 Основные соотношения для идеального p-n перехода 29

2.2. Вольтамперная характеристика идеального p-n перехода 32

3. Вольтамперная характеристика реального p-n перехода 35

3.1. Прямая ветвь ВАХ реального p-n перехода 35

3.2. Обратная ветвь ВАХ реального p-n перехода 42

4. Виды пробоев p-n перехода 50

4.1. Общая характеристика пробоя p-n перехода 50

4.2. Тепловой пробой p-n перехода 51

4.3. Полевой пробой 54

4.4. Лавинный пробой 59

5. Вопросы для самопроверки 63

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 65