P - п-възел - на

р - п-преход

р-п възел (п - отрицателен - отрицателна, е, р - положително - положително отвор) или електрон-дупка възел - един вид homojunctions. Площ р-п преход област полупроводников се нарича. където има пространствена промяна на типа на проводимост от п д на дупка стр.

А PN възел може да бъде създадена по различни начини:

в обем от същия полупроводников материал, легирани с донорен примес от една част (п -региони), а в другата - акцептор (р -domain);
на границата на две различни полупроводници с различни видове проводимост.

Ако р-п възел се получава чрез сливане на примесите в полупроводниковата единичния кристал, преходът от п - региона вид на стр настъпва внезапно (скок). Ако се използва разсейването на примесите, а след това на плавен преход.

Енергия диаграма р-п възел. а) равновесно състояние б) Когато напрежението прилага в) Когато се прилага обратно напрежение

външно електрическо поле се променя височината на бариера и дисбаланси поток на носители през бариерата. Ако положителен потенциал се прилага към р-регион, потенциалната бариера се понижава (напред пристрастия) и SCR се свива. В този случай, с увеличаване на приложеното напрежение се увеличава експоненциално броя на основните носители, способни да преодолеят бариерата. След като тези превозни средства са преминали р - н кръстовището, те стават второстепенни. Следователно, концентрацията на малцинствените носители от двете страни на прехода се увеличава (инжектирането на малцинствените носители). В същото време в р - и п -domains чрез контакти на равен брой мажоритарни превозвачи, което води компенсационни такси на инжектирани превозвачи. В резултат на това се увеличава скоростта на рекомбинация и там е различна от нула ток през кръстовището, което увеличава експоненциално с увеличаване на напрежението.

Прилагането на отрицателен потенциал на р-регион (обратна отклонение) увеличава потенциала бариера. Разпространението на мажоритарните превозвачи от другата страна на кръстовището стане незначителен. В същото време, потоци на малцинствените носители не се променят (за които няма бариера). превозвачи малцинство зареждане се издърпват от електрическото поле в р-п възел и преминават през него в съседния участък (екстракция на малцинствените носители). Потоци на малцинствените превозвачи определя от скоростта на топлинна поколение на електрон-дупка двойки. Тези двойки дифузни до областта на бариера и да го разделят, при което чрез р-п възел ток потоци е (насищане ток), която обикновено е малък и почти не зависи от напрежението. По този начин, волт-амперна характеристика на р-п-преход е изразен нелинейност. При смяна на знака на текущата стойност на U може да се променя през кръстовището 10 5-10 6. Поради това р-п възел може да се използва за коригиране на променлив ток (диод).

На волт-амперна характеристика

За да се покаже връзката на ток през р-н кръстовище на външен V. пристрастия напрежение Ние трябва да се разглежда отделно от електрони и дупки течения. Ние ще означава плътността на потока частици J-нататък, и к символа - плътността на електрически ток; Тогава JE = -eJe. JH = eJh.

характеристика на ток напрежение на р-п възел. Е - насищане ток Ubr - разбивка на напрежението.

Когато V = 0 като Je. Jh и изчезват. Това означава, разбира се, не на липсата на движение на отделните превозвачи от другата страна на кръстовището, а само, че равен брой електрони, които се движат и в двете посоки (или дупки). V ≠ 0 Когато балансът е нарушен. Помислете, например, на дупка ток през обеднен слой. Тя включва следните два компонента:

генериране на ток. което означава, че текущата отвор, преминаващ от п-регион на регионите на р-тип на прехода. Както подсказва името, този ток, причинени от дупки, генерирани в п-регион директно обеднен слой по време на топлинна възбуждане на електрони от нивата на валентността на групата. Въпреки че концентрацията на отвори (малцинствени носители) в п-регион е изключително малка, в сравнение с концентрацията на електрони (мнозинството носители), те играят важна роля в предаването на ток през възел. Това се случва, защото всяка дупка, влизайки в обеднен слой след това се прехвърля в р-областта под действието на силно електрическо поле, което е на разположение в рамките на слоя. В резултат на това количеството на текущата поколение срещащи независима от стойността на потенциалната промяна в обеднен слой, тъй като всеки отвор, който се появява в слой се прехвърля от п-регион в р -domain.
рекомбинация ток. което означава, че текущата отвор, преминаващ от регионите на р-тип в п-регион. На електрическото поле в изчерпаните слой предпазва от този ток, а само тези дупки, които попадат на границата на обеднен слой с достатъчно кинетична енергия. за преодоляване на потенциалната бариера, да допринесе за тока на рекомбинация. Броят на отворите е пропорционална -eΔF д / KT и следователно

За разлика от сегашното поколение рекомбинация ток е изключително чувствителен към големината на приложеното напрежение V. Можем да сравним стойността на тези две течения, отбелязвайки, че когато V = 0 общия ток през възел не е: Jh Rec (V = 0) = Jh поколение Следователно че Jh REC = Jh поколение д ЕГ / KT. Пълен отвор ток, преминаващ от р-регион в домейн на п представлява разликата между течения рекомбинация и поколение:

Подобен внимание прилага за електронни компоненти, електрически с единствената промяна, че настоящото поколение и рекомбинация на електрони противоположно насочени токове съответния отвор. Тъй като електроните имат противоположен заряд, електрически ток, генериране и рекомбинация на електрони съвпада с посоката на електрическа и рекомбинация на дупки течения. Следователно, общата плътност на тока е J = д (Jh поколение + Je поколение) (д ЕГ / KT - 1).

Капацитет р-п съединителни и честотни характеристики

р-п възел може да се разглежда като кондензатор паралелна плоча. плочи, които служат на площ N - -тип и р е прехода и изолаторът е регион пространство заряд, обеднен на носители на заряд и с висока устойчивост. Този капацитет се нарича бариера. Това зависи от прилага външно напрежение, тъй като външното напрежение се променя таксата за пространство. Всъщност, повишаване на потенциала бариера под обратен пристрастие означава увеличаване на потенциалната разлика между N - и р -domains полупроводникови и следователно увеличаване на обемни такси. Тъй заряд пространство свързан с неподвижно и донорни и акцепторни йони, увеличаване заряд пространство може да се дължи само на неговата площ разширение и следователно намаляване на електрически преход капацитет. В зависимост от зоната на преход, концентрацията на добавката и капацитет на обратно напрежение може да отнеме стойности от няколко до стотици picofarads. Появява капацитет бариера на обратната напрежение; когато напрежението е преместен от ниско съпротивление р-п възел на. Поради Варикапните работа бариера капацитет.

Освен бариера капацитет р-п възел има т.нар дифузия капацитет. капацитет на дифузия, свързани с процесите на натрупване и разпространение на nonequilibrium заряд в основата и характеризира инерцията на движението на nonequilibrium заряд в долната област. Дифузията капацитет се дължи на факта, че увеличаването на напрежението в р-п възел води до увеличаване на концентрацията на мнозинството и малцинството носители, например за зареждане на климата. Големината на капацитет дифузия пропорционална на ток през р-п възел. При прилагането напред пристрастия стойност на дифузия капацитет може да достигне десетки хиляди picofarads.

Еквивалентната схема на р-п възел. ~ Сб - бариера капацитет, Сб - дифузия капацитет, Ra - диференциално съпротивление р-п възел, г - обемно съпротивление база.

общия капацитет р-п възел се определя от сумата на бариера и дифузия капацитет. Еквивалентната схема на р-п възел на променлив ток, показана на фиг. В еквивалент верига през диференциалното съпротивление на капацитет р-п възел Ra включени дифузионна бариера капацитет Cg и Sb; последователно с тях включен обем съпротивление R база. С увеличаване на честотата на променливо напрежение прилага към р-п възел, свойствата на капацитет стават по-силни, Ra е преместен чрез капацитивен импеданс, и общото съпротивление на р-п възел се определя от обемната резистентност база. По този начин, високо р-п съединителни честоти губи линейни свойства.

Разпределение р-п възел

Разпределение диод - това явление е рязко увеличение в обратен ток през диод когато обратната напрежение определена критична стойност на диода. В зависимост от физическите явления, които водят до разграждането, разграничат лавина, тунели, повърхност и топлинна повреда.

Лавина разбивка (въздействие йонизация) е най-важният механизъм на разграждането на р-п възел. Лавина разбивка напрежение определя горната граница на повечето обратни диоди напрежение. Разпределение свързани за да образуват лавина на носители на заряд под влиянието на силно електрическо поле, при което носачите получават достатъчно енергия, за да се образува нов електронен дупки двойки чрез въздействие йонизация на полупроводникови атоми.

Тунели разбивка на кръстовището PN се нарича електрически преход разбивка причинени от квантовата механична тунелиране на носители на заряд чрез полупроводникови забранено бандата без да се променя тяхната енергия. Тунелно на електрони е възможно при условие, че ширината на потенциалната бариера, която трябва да преодолеят електрони, е достатъчно малък. В същото разликата лента (за един и същ материал), ширината на потенциалната бариера се определя от силата на електричното поле, т.е. наклона на енергийните нива и ленти. Следователно, условията за тунелиране появяват само когато определена електрическа сила на полето или на известно напрежение в възел PN - в разбивка напрежение. Стойността на този критичен сила електрическо поле е приблизително 8 ∙ 10 5 V / cm за силициеви преходи и 3 ∙ 10 5 V / cm - за германий. Тъй като вероятността за тунелиране е силно зависима от електрическото поле, външно тунел ефект се проявява като разбивка диод.

разбивка повърхност (изтичане на ток). действителните р-п съединенията имат части пред повърхността на полупроводници. Поради възможното наличие на замърсяване и poverhostnyh такси между р- и N- региони са оформени проводими филми и проводими канали, чрез които има изтичане на ток IUT. Този ток се увеличава с увеличаване на обратно напрежение, и може да надвишава топлинен ток I0 и ток генериране Igen. IUT ток слабо зависи от температурата. Мембранен защитно покритие се използва за намаляване IUT.

Изолация разбивка - повреда развитието на което се дължи на освобождаването на ректификация електрически преход топлина поради текущата преминаване през възел. При прилагане на обратно напрежение на практически всички попада на р-п възел, който преминава през, въпреки че малки, обратен ток. Разсеяна енергия предизвиква загряване на р-п възел и околностите на полупроводника. С достатъчно капацитет отвеждане на топлината, това води до допълнително увеличение на ток, което води до повреда. Прекъснат термомост, за разлика от предишните, е необратим.

приложение

Вижте това, което "P - н-прехода" в други речници:

Преход от количествени към качествени промени - един от най-DOS. материалистически закони. диалектика, според които промяната в качеството на обекта се случва, когато натрупаната сума. Тя достига определените промени. лимит. Този закон се разкрива най-често срещаният механизъм на развитие. ... ... Философски Енциклопедия

ПРЕХОД -. Преходът, само 1 m единици. Действие на Vб. отидете възел (1). Преминаването от Москва до Коломна продължи няколко часа. Отивате командир Суворов през Алпите. Преместването на отсрещния бряг на реката. Преходът към следващото бизнеса. Преходът към самодостатъчност. Преместването на ... ... Обяснителна речник Ушаков е

Преходът към "зимен" / "лято" време - за първи път превод на стрелките на часовника с един час напред през лятото и един час назад през зимата, за да запазите енергийни ресурси се извършва в Обединеното кралство през 1908 година. Идеята за спестяване на енергийни ресурси като превеждат стрелките принадлежат ... ... Енциклопедия новинарски

Преходен метал - изолатор - fazovyyperehod придружено от промяна в количеството и естеството на процент промяна elektroprovodnostipri RY Т, налягане Р, Magn. поле Н ilisostava вещество. P. т. Е. Има редица твърди, понякога в zhidkostyahi газове (плътен метал пара) ... Физическа енциклопедия