ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Инжекция неосновных носителей заряда из "Кремниевые вентили " Внешние напряжения, приложенные к /7-/г-переходу, изменяют высоту его потенциального барьера, определяемую выражением (1-26), на величину ириложенного напряжения. [c.36] Рассмотрим случай, когда внешнее напряжение приложено к р-п-переходу таким образом, как показано на рис. 1-9. В этом случае высота потенциального барьера уменьшается и диффузионный ток основных носителей заряда резко возрастает. Ширина слоя, обедненного носителями зарядов, уменьшается и сопротивление перехода становится малым. В этом случае говорят, что на р-п-переход подано напряжение в прямом направлении. [c.36] При прямом напряжении концентрация носителей заряда в запирающем слое увеличивается и ширина слоя уменьшается. Процесс перехода основных носителей заряда через р-п-переход в область, где они будут являться неосновными носителями заряда (например, дырок из дырочной области в электронную), за счет уменьшения потенциального барьера при прямом напряжении называется инжекцией. Так как инжектируемые носители заряда увеличивают концентрацию неосновных носителей заряда сверх ее равновесного значения, то инжекцияесть введение неравновесных неосновных носителей заряда. [c.36] Выражения (1-31) и (1-32) справедливы до тех пор, пока имеется потенциальный барьер на р-п-переходе, т. е. пока ф, 6. При увеличении прямого напряжения потенциальный барьер и запирающий слой должны исчезнуть и полупроводник должен стать обыкновенным омическим сопротивлением. [c.37] При наличии прямого нaпpяжe ия на р-п переходе происходят одновременно два встречных процесса инжекции через /9-п-переход электронов из электронной области в дырочную и дырок из дырочной области в электронную. Рассмотрим более подробно, какие физические явления происходят при этом. Так как оба процесса инжекции происходят независимо друг от друга, то для определенности рассмотрим инжекцию электронов в дырочную область. [c.37] Происходит компенсация отрицательного объемного заряда инжектированных электронов положительным объемным зарядом основных носителей заряда — дырок, привлеченных электрическим нолем. Таким образом, в этой области полупроводника сохраняется условие электрической нейтральности. Чтобы сохранить электрическую нейтральность в тех частях дырочной области, откуда ушли дырки и где создался объемный заряд некомпенсированных акцепторов, необходимо поступление из внешнего контакта дополнительных дырок. Количество вошедших из внешнего электрода неравновесных дырок равно количеству инжектированных электронов. [c.38] Таким образом, осуществляется прохождение тока через р- -переход даже при условии, что все инжектированные электроны полностью рекомбинируют в дырочной области, не дойдя до внешнего контакта. Процесс прохождения электрического тока заключается в одновременном появлении в дырочной области одинакового количества неосновных и основных неравновесных носителей заряда. Аналогичные явления имеют место и для дырок, инжектированных в электронную область. [c.38] Очевидно, что распределение концентрации основных неравновесных носителей заряда в точности повторяет распределенне концентрации инжектированных неосновных носителей заряда, т. е. на грашще области объемного заряда их концентрации будут максимальными и будут убывать по направлению к внешнему контакту. [c.38] Соотношения (1-34) и (1-35) для граничных величин концентраций инжектированных носителей заряда показывают, что концентрация ин кектироваииых электронов и дырок зависит только от проводимости области, в которую производится инжекция, и от напряжения на р-п-переходе (если пренебречь падением напряжения в толще полупроводников вследствие его малости). Граничные значения концентраций, инжектированных носителей заряда не зависят от размеров соответствующей области и от условий внутри переходной области, которая предполагается малой. При малых уровнях инжекции концентрации инжектированных неосновных носителей заряда малы по сравнению с концентрацией основных носителей заряда. Так как справедливо условие электрической нейтральности, то концентрация основных носителей заряда увеличивается на малую величину, равную концентрации инжектированных носителей заряда, т. е. практически остается неизменной. [c.39] Таким образом, можно утверждать, что при наличии прямого напряжения концентрация основных носителей заряда остается неизменной, а концентрация неосновных носителей заряда существенно увеличивается. [c.39] Вернуться к основной статье