Переход р-n типа в полупроводниках

Объяснения этого эффекта пока не дано, однако можно предположить, что быстрый переход от положительного изменения сопротивления к отрицательному связан с некоторыми р — и-полупроводниковыми свойствами, обнаруженными недавно в облученных окислах металлов. Известны случаи, когда в некоторых окислах металлов р-тина под действием излучения наблюдается переход в полупроводник и-типа, а в окислах га-типа под действием излучения свойства и-типа еще более закрепляются. Отсюда был сделан вывод, что термисторы, использовавшиеся в этом опыте, не годятся для работы в условиях облучения. [c.361]

Фотоны света, проходя через зону р — -перехода, попадают в полу-проводящий слой селена с проводимостью р-типа. Полупроводником /i-типа часто является окись кадмия [28]. Условия в барьерном слое, т. е. в слое с р — п-переходом, становятся такими, что электрон движется в направлении от селена через кадмий к коллектору и обратно через внешнюю цепь к селену. [c.651]

Если осуществить переход тока из полупроводника типа р в полупроводник типа п, как показано на рис. 30, и приложить к нему постоянное напряжение, то величина тока через такой переход будет зависеть от полярности приложенного потенциала. Если отрицательный полюс батареи подключен к материалу типа п, то свободные электроны будут двигаться слева направо ло направлению к переходу между полупроводниками разной полярности. Равным образом и дырки в материале типа р будут также перемещаться в сторону перехода, где они станут заполняться свободными электронами из материала типа п. [c.48]

Предположим теперь, что к системе приложено напряжение. Напряжение, увеличивающее энергию электронов в области п-типа, называется прямым. Оно поднимает край зоны проводимости в п-области, уменьшая тем самым разницу в энергиях зоны проводимости по обе стороны от перехода. Изучаемый полупроводник представляет собой довольно хороший проводник в областях п- и р-типа и близок к изолятору в области барьера между ними. Поэтому приложенное напряжение просто изменяет тот изгиб зон, который обусловлен нескомпенсированным зарядом доноров и акцепторов. С приложенным к ней напряжением эта система перестает быть равновесной. Энергия Ферми теперь уже не постоянная. Мы можем представить ее изогнутой , как это сделано на фиг. 80 ). [c.307]

Диод с переходом типа металл — полупроводник (диод Шоттки) 112, 180 [c.226]

Более широко известное и важное применение полупроводниковых материалов -полупроводниковые приборы с п-р-переходами. В полупроводниках п-типа уровень Ферми располагается несколько выше центра запрещенной зоны, тогда как в полупроводниках р-типа он находится ниже этого центра. Поэтому если проводники разного типа привести в контакт, т.е. создать переход, то положение запрещенных зон должно измениться таким образом, чтобы энергия Ферми для обоих материалов оказалась одинаковой. Это означает, что верхняя граница валентной зоны в материале п-типа снизится, а в материале р-типа поднимется. При этом сами по себе атомы, безусловно, не смещаются, а продолжают в виде ионов занимать свои места в кристаллической решетке. Следовательно, материал п-типа окажется заряженным положительно, а р-типа - отрицательно. Возникшая разность потенциалов называется контактной разностью потенциалов. Электроны проводимости представляют собой основные носители в материалах п-типа и неосновные носители в материалах р-типа. На границе перехода может быть создано положительное или отрицательное смещение. [c.24]

Полупроводниковый лазер генерирует когерентное излучение в результате процессов, происходящих в р-и-переходе на полупроводниковом материале. На рис. 3.8 показана схема полупроводникового лазера на арсениде галлия. Кристалл имеет размеры около 0,5...1,0 мм . Верхняя его часть 2 представляет собой полупроводник р-типа, нижняя / — п-типа, между ними имеется р-п-переход 4 толщиной около 0,1 мкм. [c.123]

Вентильный фотоэффект. Вентильный фотоэффект — это явление возникновения э. д. с. при освещении контакта двух разных полупроводников или полупроводника металла в отсутствие внешнего электрического поля. На этом явлении основаны вентильные фотоэлементы, обладающие тем преимуществом перед фотосопротивлениями и внешними фотоэлементами, что они могут служить индикаторами лучевой энергии, не требующими внешнего питания. Но главная особенность вентильных фотоэлементов состоит в том, что они открывают путь для прямого превращения солнечной энергии в электрическую. В начале нашего века существовали фотоэлементы, работающие на контактах полупроводников и металлов. Однако в дальнейшем было показано, что наиболее эффективными являются фотоэлементы, основанные на использовании контакта двух полупроводников с р- и -типами проводимости, т. е. на так называемом р- -переходе. При освещении перехода в р-области образуются электронно-дырочные пары. Электроны и дырки диффундируют к р- -переходу. Электроны под действием контактного поля будут переходить в -область. Дырки же преодолевать барьер не могут и остаются в р-области. В результате р-область заряжается положительно, -область — отрицательно и в р-я-переходе возникает дополнительная разность потенциалов. Ее и называют фотоэлектродвижущей силой (фото-э. д. с.). [c.346]

Валентная зона большинства полупроводников состоит из трех подзон, разделенных за счет спин-орбитального взаимодействия (рис. 9.5). Поэтому в полупроводниках, где вершина валентной зоны занята дырками, возможны три типа переходов, связанных с поглош,ением фотонов. На рис. 9.5 они изображены стрелками а, Ь, с. Для таких прямых переходов выполняются правила отбора. [c.312]

В полупроводниковых лазерах наиболее распространенным методом создания инверсной населенности является инжекция неравновесных носителей заряда через р-/г-переход. Электронно-дырочный переход (р-п) — это переходная область, с одной стороны которой полупроводник имеет дырочную (р) проводимость, а с другой — электронную п). Необходимо отметить, что речь идет об одном образце, а не о контакте между двумя образцами р- и rt-типа. [c.317]

Легирование электронного полупроводника акцепторной примесью или полупроводника р-типа донорной примесью приводит к перераспределению носителей заряда между донорным и акцепторным уровнями (компенсация примесей). Введением компенсирующих примесей можно уменьшить число свободных носителей заряда и приблизить сопротивление примесного полупроводника к его собственному сопротивлению. При компенсации примесей осуществляется переход электронов с донорных уровней на акцепторные, что при достаточно низких температурах приводит к некоторому уменьшению числа свободных носителей заряда. [c.94]

Вследствие теплового движения электроны могут переходить в более высокое энергетическое состояние. В полупроводнике п-типа электроны из примесных уровней, находящихся под зоной проводимости, переходят в зону проводимости, обусловливая тем самым электропроводность полупроводника. В этом случае носителями электрического заряда являются электроны. [c.602]

В полупроводнике р-типа электроны из валентной зоны могут переходить на примесные уровни. В результате в валентной зоне образуются незаполненные, т. е. вакансионные электронные состояния, называемые дырками. Дырки ведут себя как положительно заряженные частицы. Соответственно этому носителями электричества будут служить дырки. [c.602]

Схема термоэлектрического генератора показана на рис. 8.54. На горячем (с температурой Ti) спае двух полупроводниковых материалов (вверху расположен полупроводник р-типа, внизу — полупроводник п-типа) электроны переходят из валентной зоны в зону проводимости и перемещаются к холодному спаю с температурой Та, а затем переходят в примесную зону полупроводника /э-типа. В результате в цепи протекает электрический ток по направлению часовой стрелки. На стыке полупроводников п- и р-типов развивается термо-ЭДС [c.576]

При введении в кремний атома элемента V группы Периодической системы элементов Д. И. Менделеева (например, мышьяка As) четыре из пяти его валентных электронов вступают в связь с четырьмя валентными электронами соседних атомов кремния и образуют устойчивую оболочку из восьми электронов. Девятый электрон оказывается слабо связанным с ядром пятивалентного элемента, он легко отрывается и превращается в свободный электрон (рис. 3.5, в), дырки при этом не образуется. На энергетической диаграмме этот процесс соответствует переходу электрона с уровня доноров (f jj в свободную зону (рис. 3.5, г). Примесный атом превращается в неподвижный ион с единичным положительным зарядом. Примесь этого типа называется донорной, а полупроводники, в которые введены атомы доноров, - электронными или п-типа электропроводности. В таких полупроводниках свободных электронов больше, чем дырок, и они обладают преимущественно электронной электропроводностью. [c.51]

Если в кремний введен атом трехвалентного элемента Ш группы Периодической системы элементов Д. И. Менделеева (например, бора В), то все три его валентных электрона вступают в связь с четырьмя электронами соседних ато-.мов кремния. Для образования устойчивой оболочки из восьми электронов не хватает одного. Им является один из валентных электронов, отбираемый от ближайшего соседнего атома, у которого в результате образуется незаполненная связь - дырка (рис. 3.5, д). На энергетической диаграмме этот процесс соответствует переходу электрона из валентной зоны на уровень акцепторов Wa и образованию в валентной зоне дырки (рис. 3.5, е). Примесный атом превращается в неподвижный ион с единичным отрицательным зарядом, свободного электрона при этом не образуется. Примесь такого типа называется акцепторной, а полупроводники, в которые введены атомы акцепторов, - дырочными или р-типа электропроводности. Дырок в них больше, чем свободных электронов. Поэтому эти полупроводники обладают преимущественно дырочной электропроводностью. [c.51]

Функция Ферми-Дирака (3.2), (3.3) справедлива не только для собственных, но и для примесных полупроводников. В полупроводниках п-типа большое количество электронов переходит в зону проводимости с уровней доноров, при этом дырки в валентной зоне не появляются. Поэтому вероятность появления электрона в зоне проводимости выше вероятности появления дырки в валентной зоне. Это, очевидно, возможно в том случае, если уровень Ферми Wf будет смещен от середины запрещенной зоны Wi в сторону дна зоны проводимости. Чем выше концентрация атомов доноров в полупровод- [c.55]

Создать р-п-переход механически путем соприкосновения двух полупроводников с различным типом электропроводности невозможно. Электроннодырочные переходы получают в результате введения в полупроводник донор- [c.66]

Таким образом, область раздела полупроводников п- и р-типа окажется обедненной свободными носителями заряда. Эту область называют истощенным или обедненным слоем. Она, собственно, и составляет толщину р-п-перехода. [c.68]

Получение p—n переходов. В ряде случаев необходимо иметь в полупроводниках определенное количество легирующих элементов, создающих определенный (р и п) тип проводимости и определенные количественные характеристики. Например, в германий и кремний вводят элементы V или III группы. [c.288]

Переход металл - полупроводник также обладает способностью про-пускагь электрический ток в одном направлении и не пропускать его в другом, причем полупроводник при этом может быть любого типа. [c.359]

Кроме межзонных переходов Р. и. может быть вызвано оптич. переходами типа примесный уровень — зона. Они существенны в случае непрямОЗонных полупроводников, когда переходы между экстремумами зоны проводимости и валентной зоны невозможны без участия фононов (рис. 3). С переходами примесь — иона связано, напр., свечение сйетодводов на основе СаР. Спектральная полоса излучения типа примесь — зоиа, как и краевого, узкая ( кТ). Краевое излучение при [c.319]

Для решения уравнения Пуассона по теореме Гаусса для контакта металл—полупроводник с барьером Шотгки можно воспользоваться решением, приведенным в работе [55] для р-и-переходов типа р -п с резким распределением атомов примесей Л д, при условии Л д N . Результат решения можно применять для контактов с барьером Шотгки с целью расчета номинального значения напряжения пробоя t npo6 том числе и для кремниевых непланарных структур с барьером Шотгки цилиндрической формы (см. рис. 2.27, б). [c.173]

Значительный интерес представляют фотодиоды с /J — i — ii-переходом. Такпе фотодиоды состоят из трех различных типов полупроводников двух легированных р и к-типов и расположенного между ними слоя чистого полупроводника, в котором в основном происходит поглощение фотонов. У таких фотодиодов постоянная времени достигает 10 с [4.11], что близко к постоянной [c.387]

Это явление называется внутренним фотоэффектом или фотопроводимостью. Определенное значение в фотопроводимости селеновых ксерорадиографических пластин имеет также, по-видимому, фотоэффект запирающего слоя. При контакте металла с полупроводником р-типа, которым является селен, между ними возникает потенциальный барьер. Так как в заполненной зоне полупроводника р-типа имеются дырки, электроны из металла переходят в полупроводниках и заполняют в нем дырки. На границе 134 [c.134]

Рассмотрим сначала концентрацию алектронов в зоне проводимости собственного (не содержащего примеси) полупроводника или диэлектрика, когда электроны попадают в жту проводимости только в результате межзонных переходов типа О (см. рис. 4.4,а). В запрещенной зоне кристалла нет каких-либо локальных уровней (рис. 4.6). Энергии, соответствующие нижней и верхней 1раницам зоны 1ч ово-димости, обозначим через Ес и Ем, потшюк валенгай зоны - через Е . [c.98]

В источниках света необходимо добиваться максимального значения параметра, называемого внутренней квантовой эффективностью Пвнут- О определяется отношением числа генерируемых фотонов к числу носителей, пересекающих переход. Ясно, что эта величина зависит от относительной вероятности излучательных и безызлучательных переходов. Эта вероятность в свою очередь зависит от структуры перехода, примесных уровней в полупроводнике и от типа полупроводника. [c.218]

ЭЛЕКТРОННО-ДЙРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД (р — м-переход), область полупроводника, в к-рой имеет место пространств, з1зменение типа проводимости от электронной п к дырочной р. Т, к. в р-области Э.-д. н. концентрация дырок гораздо выше, чем в п-области, дырки из р-области стремятся диффундировать в п-область, а эл-ны — в р-область. После ухода дырок из р-области в ней остаются отрицательно заряженные акцепторные атомы, а после ухода эл-нов в /г-области — положительно заряженные донорные атомы. Т. к, акцепторные и донорные атомы неподвижны, то в области Э,-д, н. [c.882]

Если принять для перехода ионов металла из точки Р (рис. 26) в междоузлия решетки окисла полупроводника п-типа, что W н — энергия, соответствующая этому переходу, Ф — энергия, необходимая для перехода электрона из металла в зону проводимости окисной пленки (рис. 27), а Е — энергия сиязи электрон—ион в междоузлии, то величина — Е будет энергией раство- [c.50]

Унитрон — плоскостной униполярный транзистор, представляющий собой пластину полупроводника, у которой на торцах имеются омические контакты, а на больших гранях слои, образующие с пластиной р—п переходы выходная цепь образуется пластиной полупроводника одного типа, т. е. не включает р—п перехода к унитронам чаще всего относят различные разновидности полевых транзисторов, реже — двухбазовый диод [9. 10]. [c.162]

Под действием света, падающего на поверхность полупроводника, в нем образуются пары л-р-носителей (электрон-дырка). Неосновные носители (дырки в полупроводнике л-типа и электроны в р-полупроводнике) диффундируют в область п-р-перехода, втягиваются в него и образуют пространственный заряд по другую сторону перехода. Таким образом, происходит накопление носителей тока разных знаков в двух противоположных частях полупроводника. Однако этот процесс не может продолжаться сколь угодно долго, так как в результате накопления зарядов возникает электрическое поле, препятствующее дальнейшим переходам. Таким образом, наступает динамическое равновесие между переходами электр01 0в (дырок) в одну и другую сторону. В результате образуется постоянная разность потенциалов (фото-э. д. с. ), не превьппающая ширины запрещенной зоны в полупроводнике, выраженной в вольтах. [c.443]

Другой тип германиевых фотодиодов показан на рнс. 26.21. Он состоит, как и обычный полупроводниковый диод, из полупроводников (например, того же германия) двух типов проводимости. Образуюпгийся на границе р— -переход при подаче положительного потенциала со стороны германия /г-типа препятствует свободному прохождению тока. При освещении узкой области р— -перехода в германии /г-типа образуются пары и дырки диффундируют через р—/г-переход, вызывая возрастание тока. [c.174]

Акцепторные уровни расположены выше потолка валентной зоны, и при наличии энергии активации АЕд электроны л-гз валентной зоны могут переходить на указанные уровни, -оставляя в зоне незанятые энергетические уровни — дырки. Этот переход сопровождается превращением акцепторов в отрицательно заряженные ионы, которые также не участвуют н электропроводности. Такой полупроводник называют примесным полупроводником р-типа (для него характерна дырочная проводимость). Таким образом, в противоположйость собственной проводимости примесная проводимость осуществляется носителями заряда только одного знака — электронами, которые поставляются донорами в свободную зону, нли дырками путем захвата электронов из валентной зоны акцепторами. [c.92]

Зависимости положения уровня Ферми от температуры в примесных полупроводниках п- и р-типов показаны на рис. 3.10, а, б. Рассмотрим характер этих зависимостей на примере полупроводника п-тшта (рис. 3.10, а). В области низких температур переходами электронов из валентной зоны в зону проводимости можно пренебречь и считать, что все электроны в зоне проводимости появляются в результате ионизации доноров. Аналогично (3.12) выражение для уровня Ферми при низких температурах можно записать в виде [c.56]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...