P-n-переход образуется при соединении полупроводниковых материалов p-типа и n-типа. На границе раздела p-n-перехода дырки с p-стороны и электроны с n-стороны начинают диффундировать в противоположные стороны из-за градиента концентрации. Эта диффузия носителей заряда приводит к образованию области вокруг перехода, где нет свободных носителей заряда, известной как область обеднения. Плотность заряда в области обеднения для n-стороны и p-стороны можно описать уравнениями:
где q — элементарный заряд, N_D и N_A — концентрации легирования донора и акцептора, соответственно.
Фиксированные заряды в области обеднения создают электрическое поле (E), направленное от n-стороны к p-стороне и препятствующее дальнейшей диффузии носителей. Это электрическое поле создает разность потенциалов на переходе, известную как встроенное напряжение (V_0), которую можно рассчитать по формуле:
где V_T — тепловое напряжение, а n_i — собственная концентрация носителей заряда.
В pn-переходе существуют два типа токов: диффузионный ток, обусловленный диффузией носителей, и дрейфовый ток, обусловленный электрическим полем. В состоянии равновесия величина диффузионного тока равна величине дрейфового тока, что приводит к отсутствию чистого тока через переход. В условиях разомкнутой цепи внешний ток отсутствует, а встроенное напряжение обедненного слоя уравновешивает контактный потенциал на переходах металл-полупроводник, что приводит к нулевому сетевому напряжению на клеммах.
Встроенное барьерное напряжение и ширина области обеднения играют решающую роль в поведении перехода. Ширина области обеднения определяет емкость перехода и влияет на то, как переход будет реагировать на внешнее напряжение.
Из главы 10:
Now Playing
Basics of Semiconductors
469 Просмотры
Basics of Semiconductors
742 Просмотры
Basics of Semiconductors
650 Просмотры
Basics of Semiconductors
536 Просмотры
Basics of Semiconductors
526 Просмотры
Basics of Semiconductors
406 Просмотры
Basics of Semiconductors
431 Просмотры
Basics of Semiconductors
300 Просмотры
Basics of Semiconductors
215 Просмотры
Basics of Semiconductors
507 Просмотры
Basics of Semiconductors
225 Просмотры
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены