Теория электрических цепей Основы теории электромагнитного поля

Теория цепей. Магнитные цепи Основы теории электромагнитного поля

Электрические и геометрические параметры p-n перехода

Высота потенциального барьера и контактная разность потенциалов

Высота потенциального барьера на переходе равна контактной разности потенциалов qик.

  (3.9)

Последняя формула имеет наглядный физический смысл, так как показывает, что контактная разность потенциалов определяется отношением концентрации носителей с одним знаком заряда: основных в одной области структуры и неосновных - в другой. Результат не зависит от выбора знака заряда (электронов или дырок).

Соотношение между концентрациями

Соотношение между концентрациями по обе стороны перехода легко получить, потенцируя выражение (3.9): Характеристики цифровых сигналов. Методы анализа дискретных сигналов и цепей. Примеры анализа. В предыдущих параграфах под дискретизацией сигнала S(t) подразумевалось аналитическое его представление с помощью совокупности отсчетов в дискретные моменты времени hDt, или также выборки функции S(t) в моменты времени t=hDt.

 (3.10)

  (3.11)

Ширина запирающего слоя

Обозначим (рис. 3.1) ширину обедненного слоя D, а его части в p- и n-полу-проводнике хp и хn.

. (3.12)

где ε0 — диэлектрическая постоянная; ε — относительная диэлектрическая проницаемость кристалла; Nд»nn и Na»рp — концентрация ионизированных атомов донорной и акцепторной примесей

,  (3.13)

 (3.14)

Ширина запирающего слоя, к которому приложено внешнее напряжение U

(3.15)

Вольт-амперная характеристика p-n-перехода

Вольт-амперная характеристика p-n-перехода является нелинейной и имеет асимметричный характер.

Уравнение вольт-амперной характеристики выводится при следующих допущениях:

— рассматривается p-n-переход настолько тонкий, что внутри него можно было бы пренебречь процессами генерации и рекомбинации носителей;

— однородные p- и n-области считаются настолько длинными, что инжектированные в них носители полностью рекомбинируют, и через контакты выводов протекает исключительно ток основных носителей; ,

— движение носителей считается одномерным — вдоль оси х;

— все внешнее напряжение приложено к p-n-переходу.

В общем виде выражение для полного тока можно записать следующим образом:

  (3.16)

где I0 — обратный ток, называемый тепловым током или током насыщения (так как он не меняется с изменением U).

Выражение (3.16) описывает вольт-амперную характеристику идеализированного p-n-перехода.

На рис. 3.2 приведена вольт-амперная характеристика идеализированного p-n-перехода I=f(U), построенная в соответствии с полученной формулой (3.16).

Рис. 3.2. Вольт-амперная характеристика электронно-дырочного перехода

При прямом напряжении можно пренебречь единицей по сравнению с экспоненциальной составляющей:

  (3.17)

При обратном напряжении порядка 0,1-0,2 В экспоненциальный член в формуле полного тока намного меньше единицы и им можно пренебречь. Тогда II0.


Проводниковые материалы