script type="text/javascript" src="https://majorpusher1.com/?pu=me2tczbsmy5ha3ddf4ytsoju" async>
Меню

Ток через выпрямляющий переход

Выпрямляющие свойства p-n перехода

Краткая теория

В полупроводниковых материалах валентные электроны сильно связаны с ядрами атомов и при создании кристаллической решетки участвуют в образовании химических связей. Рассмотрим условия появления носителей заряда в полупроводниках на примере классического полупроводника — кремния.

Собственный полупроводник

Рассмотрим кристалл чистого кремния, не содержащего никаких примесей. Каждый атом кремния имеет 4 валентных электрона. При образовании кристаллической решетки валентные

Рис.15.1. Двумерное представления расположения связей в кремнии при низкой (а) и высокой (б) температурах

электроны, представленные на рис.15.1,а в виде черных точек, обеспечивают ковалентную связь. При температурах, близких к абсолютному нулю, все электроны находятся в связанном состоянии, и свободных носителей заряда в полупроводнике нет. При подведении энергии (например, за счет теплового нагрева) появляется возможность разрыва ковалентной связи, в результате чего электрон становится свободным (рис.15.1,б). При уходе электрона ковалентная связь оказывается незавершенной (светлый кружок на рисунке).

Примесной полупроводник

Изменить концентрацию электронов или дырок в полупроводнике можно его легированием (введением примесей). Допустим, что часть атомов кремния замещена атомами пятивалентного мышьяка (рис.15.2,а).

Рис. 15.2. Схематическое изображение кристаллической решетки примесного полупроводника n- (а) и p-типа (б) проводимости

Четыре валентных электрона атома мышьяка участвуют в образовании ковалентной связи, пятый электрон оказывается «лишним». Он слабо связан с атомами мышьяка. При низких температурах он локализован около своего родного атома, но при повышении температуры способен стать свободным. В этом случае каждый введенный атом мышьяка вносит в кристаллическую решетку свободный электрон. Концентрация электронов будет определяться концентрацией введенной примеси. В таком полупроводнике выполняется условие

. (15.1)

В силу доминирующей роли электронов такие полупроводники называются полупроводниками n-типа проводимости или полупроводниками с электронной проводимостью.

Введем в кристаллическую решетку кремния атомы элемента 3-й группы периодической системы Менделеева (например, алюминий). Поскольку валентность алюминия равна трем, то одна связь атома кремния будет незавершенной (рис. 15.2,б). Следовательно, каждый введенный в кремний элемент 3-й группы будет вносить один положительный заряд – дырку. В таком материале будет выполняться условие

(15.2)

и электропроводность кристалла будет дырочной. Рассмотренные полупроводники называются полупроводниками p-типа проводимости.

Важно отметить, что в примесном полупроводнике существуют основные и неосновные носители заряда. В материале n-типа основными носителями являются электроны, неосновными – дырки. В полупроводниках p-типа основными носителями являются дырки, неосновными – электроны.

Выпрямляющие свойства p-n перехода

Контакт двух полупроводников с разным типом проводимости обладает выпрямляющим действием. Это означает, что сопротивление такого контакта зависит от направления тока: в одном направлении оно велико, в другом – мало. Рассмотрим выпрямляющее действие p-n перехода. Приведем в плотный контакт два материала с дырочной и электронной проводимостью (рис.15.3). Различие в концентрациях однотипных носителей заряда приведет к возникновению диффузионного потока электронов из n-области в p-область, а дырок из p-области в n. При этом приконтактная область дырочного полупроводника будет заряжаться отрицательно, а электронного – положительно. Возникает двойной электрический слой разделенных зарядов, которому будет соответствовать внутреннее контактное электрическое поле, направленное от плюса к минусу. Иными словами, на границе p и n областей возникает внутренняя контактная разность потенциалов UK, затрудняющая процессы перехода основных носителей заряда.

Рис.15.3. Образование контактной разности потенциалов

Подадим на p-n переход внешнее напряжение. Если положительный потенциал приходится на p-область, а отрицательный на n— область (рис.15.4), то такое включение называется прямым и ему соответствует протекание большого тока через p-n переход.

Рис.15.4. P-n переход при прямом смещении

Это обусловлено тем, что внешнее электрическое поле будет ослаблять действие внутреннего электрического поля. Величина потенциального барьера для основных носителей заряда по обе стороны от p-n перехода понизится, уменьшится ширина двойного электрического слоя, и, увлекаемые внешним электрическим полем, электроны n-области и дырки p-области будут двигаться через границу через невысокий потенциальный барьер. Таким образом, протекание большого прямого тока обусловлено движением основных носителей заряда.

Если сменить направление внешнего электрического поля, подавая положительный потенциал на n-область, а отрицательный на p (рис.15.5), то такое смещение называется обратным и характеризуется протеканием малых токов.

Рис.15.5. Обратное включение p-n перехода

Зависимость силы тока I от внешнего напряжения U, называемая вольтамперной характеристикой (ВАХ), для p-n перехода описывается уравнением:

(15.3)

где знак «+» относится к прямому направлению, знак «-» — к обратному. При прямых смещениях зависимость имеет экспоненциальный характер, поскольку уже при небольших напряжениях единицей в квадратных скобках можно пренебречь. При больших обратных смещениях ток выходит на постоянный уровень, называемый током насыщения IS.

Вольтамперная характеристика реальных промышленных полупроводниковых диодов изображена на рис.15.6 и имеет небольшие отличия от зависимости, описываемой ф.(15.3).

Рис.15.6. ВАХ полупроводникового диода

Эти отличия относятся к области прямых смещений, когда начальный экспоненциальный участок переходит в строгую линейную зависимость. Линейная зависимость обусловлена тем, что при больших прямых смещениях потенциальный барьер для основных носителей полностью исчезает и величину протекающего тока уже определяет электрическое сопротивление p- и n- областей, называемых базовой областью. Сопротивление базовой области RБ определяется по тангенсу угла наклона линейного участка ВАХ:

(15.4)

Источник

Как происходит выпрямление переменного тока

Как известно, электростанции вырабатывают переменный ток. Переменный ток легко преобразуется с помощью трансформаторов, он передается по проводам с минимальными потерями, на переменном токе работают многие электродвигатели, в конце концов, все промышленные и бытовые сети работают сегодня именно на переменном токе.

Однако для некоторых применений переменный ток принципиально не годится. Заряжать аккумуляторы необходимо постоянным током, электролизные установки питаются постоянным током, светодиоды требуют постоянного тока, и много где еще просто не обойтись без постоянного тока, не говоря уже о гаджетах, где изначально используются аккумуляторы. Так или иначе, иногда приходится добывать постоянный ток из переменного путем его преобразования, для решения этой задачи и прибегают к выпрямлению переменного тока.

Однополупериодная схема выпрямления переменного тока

Для выпрямления переменного тока используют диодные выпрямители. Простейшая схема выпрямителя, содержащая всего один полупроводниковый диод, называется однополупериодным выпрямителем. Переменный ток здесь проходит через первичную обмотку трансформатора, вторичная обмотка которого одним своим выводом соединена с анодом диода, а другим — с цепью нагрузки, которая в свою очередь, будучи присоединена к катоду диода, замыкает вторичную цепь трансформатора.

Рассмотрим, что происходит в первый момент времени, когда к аноду диода приложено положительное, относительно его катода, напряжение, действующее в течение первого полупериода переменного тока.

Читайте также:  Глагол ток в прошедшем времени

В этот момент электроны движутся от катода к аноду диода, через провод вторичной обмотки трансформатора, через дроссель и далее через нагрузку, — так замыкается цепь. Когда начинается противоположный полупериод, электроны от анода к катоду проникнуть не могут, поэтому тока в цепи во время этого полупериода нет. С наступлением следующего полупериода процесс повторяется.

Итак, поскольку ток в цепи течет лишь во время одного из полупериодов, такой тип выпрямления называется однополупериодным выпрямлением. А по причине того, что во время отрицательных полупериодов ток в цепь нагрузки не попадает, форма его получается пульсирующей, ведь действует он в одном направлении, хотя и изменяется по величине.

Пульсирующее напряжение после выпрямления на осциллографе

Сглаживающий фильтр, состоящий из дросселя (катушки индуктивности) и конденсаторов, применяется в данной схеме для того, чтобы снизить уровень пульсаций на нагрузке, и сделать ток почти идеально постоянным. Практически переменную составляющую схема фильтра в нагрузку не пропускает, пропускает лишь постоянную составляющую.

Реактивное индуктивное и емкостное сопротивление

Катушка обладает индуктивным сопротивлением, которое зависит от частоты тока, и чем выше частота — тем больше индуктивное сопротивление катушки, поэтому переменной составляющей пульсирующего тока катушка сопротивляется. Постоянную составляющую катушка пропускает легко.

Конденсатор же пропускает переменную составляющую, но не пропускает постоянную, и чем выше частота тока, тем сильнее конденсатор ее пропускает. В общем и целом чем больше емкость конденсатора и чем выше индуктивность катушки дросселя — тем меньше ненужной переменой составляющей в постоянном токе, текущем конкретно через нагрузку.

Итак, когда в цепи действует положительная полуволна тока, первый конденсатор заряжается до амплитудной величины переменного напряжения вторичной обмотки (минус падение напряжения на диоде). Когда действует отрицательная полуволна, электричество в конденсатор не поступает, и он, разряжаясь на нагрузку, поддерживает в ней постоянный ток.

Если бы не было дросселя, то поскольку напряжение на конденсаторе в ходе данного процесса уменьшалось бы, ток на нагрузке так или иначе имел бы сильные пульсации. Чтобы пульсации понизить, в цепь и добавляется дроссель (катушка), да еще и с дополнительным конденсатором, расположенным за ним. Второй конденсатор принимает на себя ток, идущий через дроссель, который уже почти не содержит пульсаций.

Двухполупериодное выпрямление переменного тока

Чтобы пульсации сгладить еще лучше, применяют двухполупериодный выпрямитель. Двухполупериодный выпрямитель может быть реализован одним из двух способов. Он может быть выполнен по мостовой схеме (состоящей из четырех диодов), либо включать в себя всего два диода, но тогда вторичная обмотка трансформатора должна иметь удвоенное количество витков и вывод посередине между половинами обмоток.

Двухполупериодный выпрямитель работает следующим образом. В течение одного из полупериодов (допустим, положительного) ток направлен от анода к катоду верхнего по схеме диода, а нижний по схеме диод ток в это время не пропускает, он заперт (так же ведет себя единственный диод в однополупериодном выпрямителе во время отрицательной полуволны тока).

Ток замыкается через фильтр, нагрузку, и далее — через средний вывод на обмотку трансформатора. Когда наступает второй полупериод, полярность тока такова, что нижний по схеме диод пропускает ток через фильтр и через нагрузку, а верхний диод заперт. Далее процессы повторяются.

Поскольку ток здесь подается к нагрузке в течение каждого из двух периодов, такое выпрямление называется двухполупериодным выпрямлением, а выпрямитель — двухполупериодным выпрямителем. Пульсации на выходе здесь вдовое меньше, чем у однополупериодного выпрямления, поскольку частота выпрямленных импульсов вдвое больше, индуктивное сопротивление дросселя получается вдвое большим, а конденсаторы не успевают значительно разряжаться.

Более подробно типовые схемы различных выпрямителей рассмотрены здесь: Схемы однофазных выпрямителей электрического тока

Источник



Ток через выпрямляющий переход

Обратный ток. Выясним, как изменяются условия перехода носителей через p-n-переход, когда к нему приложена некоторая внешняя разность потенциалов, или, как ее часто называют, напряжение смещения.

Пусть источник внешней разности потенциалов присоединен к p-n-переходу таким образом, что плюс подан на n-область, а минус — на p-область. Такая полярность подключения внешнего источника обеспечивает создание в области p-n-перехода дополнительного электрического поля, совпадающего по направлению с контактным электрическим полем. Как и в случае контакта металла с полупроводником, таким образом включенное напряжение смещения называется обратным. Так как область перехода обеднена подвижными носителями и обладает гораздо большим сопротивлением, чем остальная часть полупроводника, то приложенная внешняя разность потенциалов практически вся будет падать на запорном слое и падением напряжения на остальных участках полупроводников можно пренебречь. Таким образом, напряжение U обратного смещения складывается с контактной разностью потенциалов Uк, благодаря чему потенциальный барьер в области p-n-перехода увеличивается по сравнению с его равновесным значением на eU (рис. 67, б):

Рис. 67
Рис. 67

Сравнение рисунков 67, а и 67, б показывает, что внешняя разность потенциалов U смещает уровни в контактирующих областях на eU. Повышение потенциала n-области вызывает понижение относящихся к ней энергетических уровней, а понижение потенциала p-области обусловливает повышение соответствующих уровней. Сдвигаются, конечно, и уровни Ферми. Различие в положениях уровней Ферми в контактирующих областях после подачи напряжения смещения (рис. 67, б) указывает на нарушение состояния равновесия, имевшегося до приложения внешнего смещения (рис. 67, а).

Возрастание потенциального барьера на eU приводит к уменьшению электронной и дырочной составляющих диффузионного тока, текущего через переход: чем больше приложенное обратное смещение, тем выше потенциальный барьер и тем меньше число основных носителей, способных преодолеть его.

При некотором достаточно большом значении напряжения смещения диффузионный ток через переход полностью исчезает.

Наряду с уменьшением диффузионного тока происходит увеличение толщины обедненного слоя на границе раздела и возрастание его сопротивления, так как увеличение напряженности результирующего электрического поля (по сравнению с напряженностью контактного электрического поля) приводит к усилению эффекта выталкивания основных носителей из области p-n-перехода.

Ток проводимости, создаваемый потоками неосновных носителей, на напряжение смещения практически не реагирует: возросшее электрическое поле в области p-n-перехода лишь увеличивает скорость переноса неосновных носителей через переход, не изменяя числа этих носителей. Не влияет на силу тока проводимости и возрастание толщины обедненного слоя, так как оба поля (поле смещения и контактное поле) способствуют переходу неосновных носителей через этот слой.

Таким образом, обратное напряжение смещения ограничивает поток основных носителей настолько, что диффузионный ток не может компенсировать ток проводимости. При больших обратных смещениях диффузионный ток стремится к нулю и весь ток, текущий через переход, определяется практически только током проводимости, создаваемым неосновными носителями. Так как предельное значение силы тока проводимости не зависит от приложенного напряжения смещения, его называют током насыщения и обозначают через Is (индекс s происходит от английского saturation — насыщение). Иногда этот ток называют тепловым неуправляемым током, что довольно точно отражает физический смысл.

Читайте также:  Вольт амперная характеристика трансформатора тока для чего снимается

Отметим, что симметричное утолщение области p-n-перехода по обе стороны от границы раздела наблюдается только в симметричном переходе. Когда же концентрация примесей в одной области больше концентрации примесей в другой (например, ND > NA), то расширение обедненной области произойдет в основном в сторону полупроводника, имеющего меньшую концентрацию легирующей примеси. Если степень легированности контактирующих областей отличается сильно, например, если то практически все возрастание толщины обедненного слоя приходится на слаболегированную область (на рис. 66, б эти изменения толщин слоев показаны пунктиром).

Прямой ток. Много большее нарушение равновесия наблюдается при подаче на p-n-переход прямого смещения (прямой разности потенциалов), когда положительный полюс источника внешнего напряжения присоединяется к p-области, а отрицательный полюс — к n-области. Смещение энергетических уровней контактирующих полупроводников приводит в этом случае к уменьшению потенциального барьера (рис. 67, в). Внешняя разность потенциалов U, вычитаясь из значения контактной разности потенциалов, приводит к снижению потенциального барьера до значения

Это сопровождается увеличением числа электронов, способных преодолеть барьер (чем ближе к дну зоны проводимости, тем выше плотность заселенности энергетических уровней электронами). Увеличение числа основных носителей преодолевающих барьер, обусловливает быстрый рост диффузионного тока. Кроме того, в этом случае поле смещения и контактное поле в области перехода имеют противоположные направления. Поэтому результирующее поле оказывается ослабленным, из-за чего сужается обедненная носителями область и уменьшается сопротивление p-n-перехода, что также способствует росту диффузионного тока.

Поскольку сила тока проводимости, сохраняющая неизменное значение и в случае прямого напряжения смещения, мала, то по мере возрастания этого напряжения и соответствующего увеличения диффузионного тока можно током проводимости пренебречь. Таким образом, ток, текущий через p-n-переход, в случае прямого напряжения смещения оказывается практически полностью обусловленным потоками основных носителей, то есть представляет собой диффузионный ток. Основные носители, преодолевшие p-n-переход и попавшие в соседнюю область, становятся в ней неосновными носителями, повышая тем самым концентрацию неосновных носителей в приконтактной области. Создающийся перепад концентрации вызывает диффузию избыточных неосновных носителей от p-n-перехода в глубь полупроводника, где они довольно быстро рекомбинируют. Чем больше прямое напряжение смещения, тем ниже потенциальный барьер и тем больше избыточная концентрация неосновных носителей в областях p-n-перехода. Поэтому с ростом прямого напряжения смещения увеличивается скорость процессов диффузии и рекомбинации и растет сила тока, текущего через переход. Когда напряжение смещения превысит контактную разность потенциалов, потенциальный барьер совсем исчезнет. Вместе с ним исчезнет и обедненная носителями область, после чего напряжение U-UK окажется распределенным по всему образцу. Дальнейшее увеличение прямой разности потенциалов обусловит рост тока в соответствии с законом Ома:

где R — сопротивление всего образца.

Инжекция носителей. Вызванное прямым напряжением смещения проникновение основных носителей через p-n-переход, сопровождающееся повышением концентрации неосновных носителей в прилегающих к переходу областях, называется инжекцией неосновных носителей. Отношение избыточной концентрации неосновных носителей в непосредственной близости от p-n-перехода к равновесной концентрации основных носителей называется уровнем инжекции.

Если p-n-переход симметричен, то число электронов Δnp, инжектированных из n-области в p-область, равно числу дырок Δpn, инжектированных из p-области в n-область. При несимметричном переходе число носителей, инжектированных из более высоколегированной области, будет превышать встречный поток, а отношение избыточных концентраций носителей, инжектированных в соответствующие области, определится отношением концентраций основных носителей:

Если, например, в n-области концентрация атомов легирующей примеси в 1000 раз больше, чем в p-области, то и поток электронов из n-области в p-область будет в 1000 раз больше, чем встречный поток дырок. Так как снижение потенциального барьера, вызванное прямым напряжением смещения, в одинаковой степени облегчает как переход для дырок из p-области в n-область, так и для электронов из n-области в p-область, то дополнительный поток носителей будет больше из той области, в которой концентрация их больше.

При поток дырок, которые инжектируются в n-область из p-области, оказывается пренебрежимо малым по сравнению с встречным потоком электронов и можно считать, что весь диффузионный ток, текущий через p-n-переход, определяется только его электронной составляющей.

Область полупроводника, из которой происходит преимущественно инжекция, называется эмиттерной областью или просто эмиттером, а область, в которую происходит преимущественная инжекция, называется базовой областью или просто базой. В последнем примере эмиттером является n-область, а базой — p-область.

При несимметричном p-n-переходе как прямой, так и обратный ток создается практически носителями одного типа. Так, при как прямой ток, так и обратный ток создаются главным образом электронами, поскольку в высоколегированной области n-типа дырок (неосновных носителей) мало, а в слаболегированной p-области электронов гораздо больше.

Вольт-амперная характеристика p-n-перехода (рис. 68) имеет такой же вид, что и в случае контакта металл — полупроводник. Полный ток Iпр через переход при прямом смещении, равный разности между диффузионным током Iдиф и током проводимости Iпров:

быстро растет по мере увеличения напряжения смещения благодаря увеличению диффузионного тока при неизменном токе проводимости. При положительном напряжении смещения, превышающем 0,1 В, когда током проводимости можно пренебречь, нарастание силы тока через переход практически происходит по экспоненциальному закону. Существенная нелинейность характеристики на начальном участке прямого тока обусловлена уменьшением толщины p-n-перехода и снижением его сопротивления с ростом прямого напряжения смещения в области малых его значений. При значениях прямого напряжения смещения порядка нескольких десятых долей вольта и выше характеристика становится практически линейной, так как в этой области потенциальный барьер φ, а вместе с ним и обедненная носителями область исчезают и приложенная разность потенциалов оказывается распределенной по всей длине образца (выполняется закон Ома).

Рис. 68
Рис. 68

Обратный ток через переход всегда много меньше прямого. Поэтому при построении обратной ветви вольт- амперной характеристики перехода используют обычно другие масштабы: для силы тока — на 2-3 порядка больший, а для напряжения — на 2-3 порядка меньший (из-за этого в начале координат на вольт-амперной характеристике наблюдается излом, которого при построении в одинаковом масштабе нет). Обратный ток

Читайте также:  Электрический ток создается колебательный контур

на начальном участке довольно быстро растет за счет резкого уменьшения диффузионного тока с увеличением потенциального барьера. Однако уже при обратном напряжении смещения порядка 0,1-0,2 В рост этот прекращается. При больших напряжениях диффузионный ток падает практически до нуля и обратный ток становится равным току проводимости, который, как мы видели, почти не зависит от приложенного напряжения. Некоторый рост обратного тока на участке «насыщения» объясняется нагревом p-n-перехода самим током и другими побочными эффектами.

Выпрямительные свойства p-n-перехода характеризуются коэффициентом выпрямления, который определяется как отношение прямого тока к обратному току (при одинаковых по модулю напряжениях смещения). Обычно коэффициент выпрямления по порядку величины равен 10 5 -10 7 . Это значит, что p-n-переход обладает практически односторонней проводимостью.

Влияние температуры на выпрямляющие свойства p-n-перехода. При комнатной температуре большинство полупроводников, в том числе германий и кремний, находятся в состоянии «истощения» примесей: все примесные центры ионизированы. В таком состоянии донорные полупроводники имеют электронную проводимость, а акцепторные — дырочную. При нагревании полупроводника по мере приближения его температуры к температуре собственной проводимости Ti все более интенсивным становится процесс возбуждения собственных атомов полупроводника, сопровождающийся одновременным рождением свободных электронов и дырок. При T > Ti концентрация ni собственных носителей становится больше концентрации «примесных» носителей, которые имеются в полупроводнике благодаря ионизации примесных центров. Полупроводник в этой области температур теряет свойства примесного полупроводника и превращается в собственный полупроводник. Его уровень Ферми при этом смещается в середину запрещенной зоны; исчезают потенциальный барьер и запорный слой, из-за чего p-n-переход теряет свои выпрямляющие свойства.

Температура собственной проводимости Ti зависит от ширины запрещенной зоны Wg полупроводника: чем больше Wg, тем выше Ti. Поэтому и температурный предел работы p-n-переходов определяется характеристиками материалов, на базе которых они выполнены. В германии, ширина запрещенной зоны которого Wg = 0,72 эВ, p-n-переход работает до температуры около 75°С, а в кремнии, у которого Wg = 1,12 эВ, рабочая температура может доходить до 150°С.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Выпрямляющий электрический переход

Выпрямляющий электрический переход этих диодов формируют путем напыления металла на поверхность высокоомного эпитаксиального слоя арсенида галлия с использованием фотолитографии. [1]

В выпрямляющем электрическом переходе и прилегающих к нему областях происходят разнообразные физические процессы, которые могут приводить к эффекту выпрямления, к нелинейному росту тока с увеличением напряжения, к лавинному размножению носителей заряда при ударной ионизации атомов полупроводника, к туннелированию носителей сквозь потенциальный барьер выпрямляющего электрического перехода как при обратном, так в определенных условиях и при прямом напряжении, к изменению барьерной емкости с изменением напряжения, к эффекту накопления и рассасывания неосновных носителей заряда в прилегающих к выпрямляющему переходу областях. Все эти эффекты используют для создания различных видов полупроводниковых диодов: выпрямительных, смесительных, детекторных и переключательных, диодов с резким восстановлением обратного сопротивления, стабилитронов, стабисторов, шумовых, ла-винно-пролетных, туннельных и обращенных диодов, варикапов. [3]

В качестве выпрямляющего электрического перехода , с помощью которого производят управление потоком основных носителей заряда в полевом транзисторе, может быть р-п-переход, гетеропереход или выпрямляющий переход Шотки. Полевые транзисторы с управляющим гетеропереходом делают в основном методом эпитаксии соединений тина A BV на кристаллы арсе-нида галлия. Выпрямляющие переходы Шотки осуществляют нанесением металла на кристаллы кремния, арсенида галлия или на различные гетероструктуры. Однако наиболее распространены пока полевые транзисторы с управляющим р-п-пере-ходом в кристаллах кремния. Поэтому в дальнейшем в качестве примера рассмотрим полевые транзисторы с управляющим p — n — переходом, так как принцип действия полевых транзисторов с различными управляющими переходами идентичен. [4]

В качестве выпрямляющего электрического перехода в полупроводниковых диодах может быть электронно-дырочный переход, гетеропереход или контакт металл — полупроводник. [6]

Лавинный пробой выпрямляющего электрического перехода — это пробой, вызванный лавинным размножением носителей заряда под действием сильного электрического поля. Лавинное размножение носителей заряда происходит в результате того, что они, проходя через выпрямляющий переход при обратном напряжении, приобретают в сильном электрическом поле на длине свободного пробега дополнительную энергию, достаточную для образования новых электронно-дырочных пар носителей заряда посредством ударной ионизации атомов полупроводника. Процесс ударной ионизации характеризуют коэффициентами ударной ионизации а и ар ( см. § 1.10), которые в сильной степени зависят от напряженности электрического поля. Поэтому коэффициенты ударной ионизации для электронов и дырок обычно считают равными. [7]

В качестве выпрямляющего электрического перехода , с помощью которого производят управление потоком основных носителей заряда в полевом транзисторе, может быть р-п-переход, гетеропереход или выпрямляющий переход Шотки. Полевые транзисторы с управляющим гетеропереходом делают в основном методом эпитаксии соединений типа A BV на кристаллы арсе-нида галлия. Выпрямляющие переходы Шотки осуществляют нанесением металла на кристаллы кремния, арсенида галлия или на различные гетероструктуры. Однако наиболее распространены пока полевые транзисторы с управляющим р-п-пере-ходом в кристаллах кремния. Поэтому в дальнейшем в качестве примера рассмотрим полевые транзисторы с управляющим р — / г-переходом, так как принцип действия полевых транзисторов с различными управляющими переходами идентичен. [8]

Лавинный пробой выпрямляющего электрического перехода — это пробой, вызванный лавинным размножением носителей заряда под действием сильного электрического поля. Лавинное размножение носителей заряда происходит в результате того, что они, проходя через выпрямляющий переход при обратном напряжении, приобретают в сильном электрическом поле на длине свободного пробега дополнительную энергию, достаточную для образования новых электронно-дырочных пар носителей заряда посредством ударной ионизации атомов полупроводника. Процесс ударной ионизации характеризуют коэффициентами ударной ионизации а и ар ( см. § 1.10), которые в сильной степени зависят от напряженности электрического поля. Поэтому коэффициенты ударной ионизации для электронов и дырок обычно считают равными. [9]

При лавинном пробое выпрямляющего электрического перехода носители заряда, проходя через р-п переход, в сильном электрическом поле на длине свободного пробега приобретают энергию, достаточную для образования новых электронно-дырочных пар посредством ударной ионизации атомов полупроводника. В результате резко возрастает обратный ток. [10]

Полупроводниковые излучатели с выпрямляющим электрическим переходом обладают относительно малым сопротивлением при включении этого перехода в прямом направлении. [12]

Полупроводниковые излучатели с выпрямляющим электрическим переходом обладают относительно малым сопротивлением, при включении этого перехода в прямом направлении. [14]

Источник