Диффузия носителей заряда

Решение этого уравнения приводит к следующему результату для объемной составляющей термо-э. д. с., обусловленной диффузией носителей заряда, возникающей вследствие изменения их концентрации с температурой [c.259]

ДИФФУЗИЯ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В ПОЛУПРОВОДНИКАХ — перемещение носителей заряда (электронов проводимости и дырок) в полупроводниках, обусловленное неоднородностью их концентраций. Количественной мерой Д. н. а. в п. являются коэф. диффузии электронов и дырок D , — коэф. пропорциональности между градиентом концентрации и диффузионным потоком соответствующих носителей (обычно >э>1)д). Плотность тока проводимости, создаваемого U полупроводнике носителями каждого типа, складывается из плотпости дрейфового и диффу-а 1L о н н о г о токов [c.690]

Диффузия носителей заряда 32. 35. 62, 113, 114 [c.280]

При образовании р-л-перехода электроны из /г-области диффундируют в р-область, а дырки из р-области в л-область. В результате этого в р-области вблизи р-л-перехода образуется отрицательный объемный заряд, а в области л-типа— положительный заряд. Таким образом возникает электрическое поле р-л-перехода, которое препятствует дальнейшей диффузии носителей. Объемные заряды приводят к смещению энергетических зон. Результирующая энергетическая диаграмма р-л-перехода показана на рис. 9.10. Условия инверсной населенности означают, что верхние уровни должны быть заполнены более чем наполовину по отношению к нижним. [c.317]

С целью максимального упрощения задачи будем полагать, что световое излучение поглощается равномерно во всем объеме полупроводника и, следовательно, отсутствует диффузия неравновесных носителей заряда от одних участков полупроводника к другим. Кроме того, примем, что плотность светового потока не меняется во времени, так что можно рассматривать стационарную ситуацию. В данных условиях справедливо равенство [c.177]

Движение носителей заряда в полупроводнике в общем случае обусловлено двумя процессами диффузией под действием градиента их концентрации и дрейфом под действием электрического поля. Полный ток состоит из четырех составляющих. Запишем выражение для его плотности [c.65]

В ряде случаев концентрация свободных носителей заряда может достигать очень больших значений. Это обычно может происходить, например, при воздействии ионизирующих излучений рентгеновских и гамма-лучей, потоков нейтронов и т.п. Заряженные ионы, так же,как и окружающие их не имеющие электрического заряда молекулы газа, совершают беспорядочные тепловые движения, и вследствие диффузии происходит выравнивание концентрации ионов в газе. При встрече положительных и отрицательных ионов происходит их рекомбинация. В стационарном случае, когда число ионов не изменяется с течением времени, между процессами генерации и рекомбинации заряженных частиц устанавливается динамическое равновесие. [c.102]

Диффузия электронов и дырок. Как уже отмечалось, в р-п-пере-ходе наблюдается два встречных потока носителей зарядов. Так, например, ъ п-область диффундируют дырки плотность диффузионного тока выражается следующим образом [c.177]

На основе легированного теллуром фосфида галлия п-типа проводимости получены р — п переходы при диффузии цинка из газовой фазы. При прямом смещении в таких переходах наблюдалась электролюминесценция, обусловленная инжекцией неосновных носителей заряда в область р — п перехода и последующей рекомбинацией их через примесные центры. Излучение обнаруживалось при плотности тока порядка 0,5 ма ммР и напряжении около 1,5 в. Максимум излучения находится в области длин волн 7400—7500 А и незначительно смещается в сторону коротких волн с увеличением плотности тока. [c.50]

Д. н. а. в п. сопровождается рекомбинацией носителей заряда в полупроводниках. В результате при биполярной диффузии неравновесных носителей диффузионный поток проникает на расстояния порядка диффузионной длины, носителей от источника неравновесных носителей. [c.690]

Релятивистская частица оставляет в Si (подложке) ок, 110 электронно-дырочных пар на 1 мкм траектории. Сбор носителей заряда осуществляется с глубины потенциальной ямы 10 мкм (пучок частиц направлен перпендикулярно матрице), а также за счёт диффузии с глубины 50 мкм. В результате этого с учётом диффузионного размытия на центр, ячейку приходится —1.5 10 носителей. Благодаря малой выходной ёмкости ПЗС( 0,1 пФ) этот заряд создаёт на выходе сигнал 1 мВ. [c.582]

Если ширина слаболегированной области (базы) значи-тельно превышает диффузионную длину дырок ( >Р — коэф. диффузии дырок, т —время жизни дырок), то концентрация неравновесных (избыточных) дырок экспоненциально убывает в глубь базы />(x)=/)iexp( —j /L ,). Аналогично для электронов в эмиттере n x) = n-i np xlL ), где X принимает отрицат. значения. На границе р- и к-областей полный ток, протекающий через р—л-переход, складывается из диффузионного тока дырок jj, = eD (dpjdx) o и диффузионного тока электро-. нов j,=eD (anldx) Q (см. Диффузия носителей заряда в полупроводниках). При этом доля дырочного тока [c.156]

В полупроводниковых приборах Ф. э. обусловлены случайным характером процессов генерации и рекомбинации электронов и дырок (генерационно-рекомбинац. шум) и диффузии носителей заряда (диффузионный шум). Оба процесса дают вклад как в тепловой, так и в дробовой шумы полупроводниковых приборов. Частотный спектр этих Ф. э. определяется временами жизни и дрейфа носителей. В полупроводниковых приборах на низких частотах наблюдаются также Ф, э,, обусловленные улавливанием электронов и дырок дефектами кристаллич. решётки (модуляционный шум), [c.328]

Здесь Z) — коэф. амбиполярной диффузии носителей заряда, п—хонцентрацйя неравновесных носителей заряда. Вид распределения и в общем случае сложен он зависит от диффузионно-рекомбинационных параметров полупроводника, от коэф. поглощения света и квантового выхода фотогенераиии носителей. [c.351]

Дробовой Ш.—специфич. и наиб, важный вид внутр. естеств. Ш. в электронных приборах. В ЭВП он возникает на поверхности катода вследствие статистич. характера эмиссии электронов и дискретности их заряда. Спектральная плотность тока катода S I) дробового Ш. при работе ЭВП в режиме насыщения определяется соотношением (Шоттки формула) S (/) = e/o, где е—заряд электрона, /о — постоянная составляющая тока. Спектр дробовых Ш. флуктуаций анодного тока, обусловленных дробовым Ш. тока катода, равномерен до весьма высоких значений частот (на к-рых становится существенной конечность времени пролёта электрона от катода к аноду). В силу теплового разброса скоростей эмитируемых электронов дробовой Ш. всегда сопровождается флуктуациями не только тока, но и др. характеристик электронного потока. Элек-трнч. Ш., родственные дробовому III. в ЭВП, наблюдаются и в полупроводниковых приборах. В последних различают Ш., вызванные дрейфом носителей заряда, и Ш., вы- ванные диффузией носителей заряда. [c.479]

Рассеяние носителей заряда. При направленном перемещении электрических зарядов во внешнем электрическом поле (дрейфе или диффузии) носители заряда на пути свободного пробега приобретают от электрического поля энергию. Эта энергия тратится при соударениях — взаимодействиях с молекулами и атомами вещества, которые находятся в состоянии теплового движе1)ия. Отдавая энергию при соударении, носитель заряда повышает интенсивность хаотического движения частиц вещества, следовательно, повышает температуру диэлектрика. По этой причине электропроводность увеличивает е", tg6 и р (мощность рассеяния энергии) диэлектрика, которые зависят от плотности протекающего через диэлектрик активного тока. Соответствующие формулы приведены в табл. 3.3. Из них следует, что электропроводность сказывается на величине tg6 и на коэффициенте потерь е" главным образом при низких частотах оба эти параметра убывают с частотой как 1/со. Удельная мощность потерь в этом случае сводится к мощности потерь при постоянном напряжении (р = = оЕ ). Таким образом, снижение с частотой е" и tg6 не означа- [c.76]

Выше указывалось, что в момент переключения транзистора в закрытое состояние потенциал эмиттера ниже потенциала базы и, следовательно, к переходу эмиттер — база приложено обратное напряжение. Если бы потенциалы эмиттера и базы просто выравнивались (что является вполне достаточным для прекращения тока в цепи базы), сказалось бы вредное влияние неуправляемых токов транзистора. Освобождение собственных носителей заряда в переходе база — коллектор создает неуправляемый обратный коллекторный ток /к.о. Диффузия носителей зарядов из эмиттера в базу создает неуправляемый начальный коллекторный ток /к.ш проходящий через оба перехода. Отсутствие тока в цепи базы не препятствует возникновению неуправляемых токов. Если транзистор не нагрет, неуправляемые токи настолько малы, что не оказывают существенного влияния на его работоспособность. Однако при повышении температуры неуправляемые токи быстро возрастают, увеличивая нагрев транзистора. Повышение температуры, в свою очередь, вызывает увеличение неуправляемых токов, и таким образом этот процесс развивается лавинообразно, приводя в конечном результате к тепловому пробою транзистора. Обратное напряжение, приложенное к переходу эмиттер — база, создает электрическое поле, препятствующее возникновению неуправляемых токов, и обеспечивает работоспособность германиевого транзистора при повышении температуры в условиях эксплуатации. Способ защиты приложением обратного напряжения называется активным запиранием транзистора. Активное запирание применяется как в реле-регуляторе РР362, так и в транзисторных регуляторах напряжения других типов, а также в схеме контактно-транзисторного зажигания, В последнем случае активное запирание транзистора осуществляется импульсом обратного напряжения, создаваемого вспомогательным трансформатором в момент размыкания контактов. [c.154]

Для нормальной работы прибора на высоких частотах необходимо, чтобы дрейф (или диффузия) носителей заряда от одного электрода к другому происходил возможно бьютрее. Следовательно, необходимо высокое значение подвижности.В частности, работу транзисторного компонента полупроводниковой микросхемы на высоких [c.173]

На рис. 15.11 приводится распределение электрического потенциала для первого прибора. Стоковый контакт расположен справа. В области истощения обратно смещенного диода сток—подложка потенциал монотонно уменьшается, а в сильно легированных областях истока и стока он практически постоянен. Высота барьера в аналогичном истоковом диоде относительно мала [15.168]. На рис. 15.12 показано распределение потенциала во втором приборе. Картина эквипотенциальных линий выглядит почти так же, как и на рис. 15.11. Однако прямо под поверхностью видно довольно значительное уменьшение потенциала. Но еще более важна не эта яма , а находящаяся ниже седловина. В этой седловине электрическое поле обращается в ноль и ток может протекать здесь только за счет диффузии носителей заряда. Этот тип седловин является, по мнению ряда авторов [15.12, 15.87], характерным для эффекта смыкания. Наводимое затвором электрическое поле не в состоянии разделить области обеднения истока и стока. Эти области смыкаются под областью, контролируемой затвором. Как станет очевидным позже, наличие седловины является достаточным свидетельством эффекта смыкания, но не обязательным. [c.420]

С. Таунсенд, 1901), каждый эл-н на единице длины пути к аноду производит а актов ионизации (а — первый коэфф. Таунсенда). Ионизация вторичными эл-нами приводит к экспоненциальному росту числа эл-нов, достигающих анода. Благодаря воспроизводству положит, ионами новых эл-нов несамостоят. разряд переходит в самостоятельный. В дальнейшем теория была усовершенствована с учётом объёмного заряда и диффузии носителей заряда, но осн. её черты сохранились для описания стационарных Л. р. низкого давления (тлеющего и дугового). При давлениях, близких к [c.336]

Уравнения (4.7) —(4,8) показывают, что причинами изменения концентрации носителей могут быть неодинаковость числа носителей, втекающих (и вытекающих) в элементарный объем полупроводника (тогда dlvJ O), и нарушение равновесия между процессами генерации и рекомбинации носителей. Уравнения (4.9) и (4.10), называемые уравнениями плотности тока, характеризуют причины протекания электрического тока в полупроводнике электрический дрейф под воздействием электрического поля (grad tp= 0) и диффузию носителей при наличии градиента концентрации. Уравнение Пуассона характеризует зависимость изменений в пространстве напряженности электрического поля Е=—gгadф от распределения плотности электрических зарядов pi [c.156]

Деление описаний объектов иа аспекты и иерархические уровни иепосредствеиио касается математических моделей. Выделение аспектов описания приводит к выделению моделей электрических, механических, гидравлических, оптических, химических н т. и., причем модели процессов функционирования изделии и модели процессов их изготовления различные, например модели полупроводниковых элементов интегральных схем, описывающих процессы диффузии и дрейфа подвижных носителей заряда в полупроводниковых областях при функционировании прибора и процеееы диффузии примесей в полупроводник при изготовлении прибора. [c.37]

Спейсистор — транзистор, в котором носители заряда инжектируются из эмиттера в обедненный слой обратно-смещенного перехода управление током осуществляется электродом, введенным в пределы обедненного слоя так как в приборе не используется диффузия неосновных носителей, то его можно теоретически применять на частотах до 1 ГГц, однако практического применения спейсисторы не получили из-за несовершенства конструкций [9]. [c.153]

Транзистор бездрейфовый — транзистор, в котором перенос неосновных носителей зарядов через базовую область осуществляется в основном посредством диффузии (9]. [c.157]

Ферми (в термодинамическом равновесии положение уровня Ферми в р-области совпадает с его положением в п-области), 1 — дно зоны проводимости, 2 — вершина валентной зоны. Основными носителями заряда в р-области являются дырки их концентрация много больше концентрации электронов проводимости. В п-области наблюдается обратная картина там основными носителями являются электрощ>1 проводимости. Диффузии электронов проводимости из области с высокой их концентрацией (п-области) в область с низкой концентрацией (в / -область) препятствует потен- [c.180]

Образовавшийся объемный положительный заряд нескомпенсированных ионов донорной примеси будет препятствовать дальнейшей диффузии дырок из р-области в п-область. Отрицательный объемный заряд ионов акцепторной примеси препятствует диффузии электронов в р-область, нескомпенсированные ионы примеси создают на гранште раздела для основных носителей заряда потенциальный барьер, преодолеть который могут только те основные носители, которые обладают достаточной кинетической энергией (рис. 3.17, в). [c.68]

Диффузионная длина — это расстояние, на котором в однородном полупроводнике при одномерной диффузии в отсутствие электрического и магнитного полей избыточная концентрация неравновесных носителей заряда уменьшается вследствие рекомби- [c.248]

Т. к. тиристор может быть представлен в виде комбинации двух транзисторов с Г. типа р—п — р и п— р — п, между к-рыми существует положит, обратная связь по току, то всё сказанное о гетеротраизисторах применимо и к гетеротиристорам. Высокий т) по.зволя-ет управлять напряжением вк.1ючения путём преобразования электрич. сигнала в оптический в самой Г. и последующего его преобразования в электрический па коллекторном переходе. Это исключает ограничения на время включения, связанное с диффузией и дрейфом носителей заряда, а также с временем распространения включённого состояния. [c.449]

ДЕИОНИЗАЦИЯ газа — исчезновение носителей свободного электрич. заряда (положительных и отрицательных ионов и электронов) из занимаемого газом объёма после прекращения электрич. разряда. К Д. приводят объёмная рекомбинация ионов и электронов, их диффузия к границам занимаемого объёма н рекомбинация нх на стенках, а также выход заряж. частиц из занимаемого объёма под действием внеш. электрич. поля. Время, необходимое для уменьшения концентрации носителей заряда в определ. число раз (напр., в 10 или в 10 раз от нач. концентрации), тгаз. временем Д, Оно является важной характеристикой газоразрядных п др. приборов, для работы к-рых существенно поддержание определ. степени иони.эации. Время Д. зависит от природы газа, геометрии занимаемого им объёма, наличия и изменения во времени внеш- электрич. поля, а также от распределения полей пространственных зарядов. [c.575]

ДИФФУЗИОННАЯ ДЛИНА в полупроводнике — pa TOHiriie, на к-ром плоский диффузионный поток нсранновесных носителей наряда (в отсутствие электрич. поля) уменьшается в е раз. Д. д. L имеет смысл ср. расстояния, па к-рос смещаются носители заряда D полупроводнике вслодствио диффузии за время т их жизни L y Dr, j де D — коэф. диффузии повителей заряда й полупроводниках. [c.686]

Здесь е — абс. величина заряда электрона, Е — напряжённость электрич. поля, пар — концентрации электронов и дырок, jig, Цд — их подвижности. Вблизи состояния термодипамич. равновесия коэф. диффузии носителей в невырожденном полупроводнике связаны с подвижностями соотпошепиеи Эйнштейна [c.690]

Др. особенность Д. и. з. в п. определяется наличием носителей двух знаков в полупроводниках с биполярной проводимостью. Объёмный заряд, возникающий при диффузии носителей одного типа, может компенсироваться носителями др. типа. Обычно коэф. диффузии носителей разного знака различны. Поле об г,ёмпого заряда замедляет более подвижные и ускоряет менее подвижные носители. В результате происходит совместное перемещение носителей заряда обоих знаков, имеющее характер диффузии (биполярная, или а мб и полярная, диффузия). Диффузион-пые потоки электронов и дырок при биполярной диф-О90 фузии пропорциональны градиентам концентрации со- [c.690]

Градиент темп-ры создает в нроводнико градиент концентраций холодных и горячих носителей заряда. В результате этого возникают два диффузионных потока носителей — вдоль и против градиента темн-ры. Т. к. скорости диффузии и концеЕ1трации горячих и холодных носителей заряда различны, то на одном конце проводника создаётся избыточный положит, заряд, а на другом — отрицательный. Поле этих зарядов приводит к установлению стациопарпого состояния число носителе , проходящих через поперечное сечение образца в обоих направлениях, одинаково. Возникающая диффузионная термоэдс определяется температурной зависи.мостью концентрации носителей заряда и их подвижностью [г, обусловленной характером их, взаимодействия с фононами, примесями ы т. д. [c.76]

МДП-транзисторы могут быть как с нормально открытым, так и с нормально закрытым каналами. МДП-транаистор с нормально открытым, встроенным каналом показан на рис. 3 на примере МДП-транзистора с каналом -типа. Транзистор выполнен, на подложке р-типа. Сверху подложки методами диффузии, ионной имплантации или эпитаксии формируются проводящий канал -типа и две глубокие "-области для создания омич, контактов в области истока и стока. Область затвора представляет собой конденсатор, в к-ром одной обкладкой служит металлич. электрод затвора, а другой — канал П. т. Если между затвором и каналом приложить напряжение, то в зависимости от его знака канал будет обогащаться или обедняться подвижными носителями заряда. Соответственно, сопротивление канала будет уменьшаться или возрастать. В показанной на рис. 3 МДП-структуре с каналом -типа напряжение, плюс к-рого приложен к затвору, а минус — к каналу (истоку или стоку), вызывает обогащение электронами приповерхностного слоя полупроводника под затвором. Обратная полярность напряжения на затворе вызывает обеднение канала электронами аналогично П. т. с управляющим р — -переходом. [c.8]

Необходимые условия реализуются в области р — п-перехода, обеднённой носителями, где р на неск. порядков выше, чем вне перехода. Обычно толщина области р — п-перехода IV, обеднённая носителями заряда,— чувствит. область П. д.— ма.та ( 10" см). Практич. значения такой р — -переход не представляет, т. к. пробеги Л заряж. частиц, как правило, существенно больше II в области р — п-перехода выделяется малая часть энергии частицы. Для увеличения W на р — п-иереход подают обратное смещение С1, к-рое увеличивает размер обеднённой области в соответствии с соот-ыошепием IV = Ьу рС/, где Ь — константа, характеризующая полупроводник. Так, для п-31 Ь = 0,5, для р-8 Ь = 0,3, для п-Се Ь — 1, для р-Се Ь — = 0,65. При этом через р — п-переход течёт темновой ток разл. происхождения за счёт тепловой генерации электронов и дырок /ген = ёхр (—где — ширина запрещённой зоны в полупроводнике ток диффузии /диф за счёт неравномерной концентрации носителей. [c.48]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...