Elektron lyukú csomópont (p-n csomópont) - stadopedia
Az elektron-lyuk átmenet egy olyan régió, amely két félvezető határain helyezkedik el, amelyek közül az egyiknek van egy elektronikus és egy másik lyukú elektromos vezetőképessége.
Mivel a lyukűrűség a p-típusú félvezetőben sokkal nagyobb, mint az n típusú félvezetőben. és fordítva, az n-típusú félvezetőben az elektronok koncentrációja magasabb, majd a lyukak és elektronok koncentrációjának gradiensét a különböző elektromos vezetőképességű félvezetők interfészében hozza létre. Ez a p-régióból származó lyukak diffúziós mozgását okozza az n-régióban és az ellenkező irányú elektronokban, valamint rekombinációjukban.
Az indulás lyukak az érintkezési tartomány a p-típusú és elektronok a kontakt régió n-típusú azokon részekkel vannak szegényített mobil töltéshordozók réteg és kompenzálatlan-negatív töltés miatt ionjai akceptor szennyező (az érintkezési tartományban a p-típusú) és pozitív töltés a donor-szennyező ionja miatt (az n típusú érintkező régióban). Az 1. ábrán. 4, és a kimerülési réteget háromszögek jelzik a "-" és a "+" jelekkel, jelezve a negatív és pozitív ionokat, az akceptort és a donor szennyeződést. Így a kiürített réteg van, a terület a szupravezető félig határozott helyet töltéssűrűség, amelyek jelenléte képződését eredményezi egy elektromos mező (ábra. 4, irányát és intenzitását ezen a területen látható a vektor által E). Ez a mező megakadályozza, hogy a p-típusú félvezetőből származó lyukak továbbjutassanak az n típusú félvezetőbe és az ellenkező irányú elektronokba. Mivel a kimerült rétegnek elhanyagolható elektromos vezetőképessége van, mivel gyakorlatilag nincs benne pozitív töltéshordozó, ez egy blokkoló réteg.
Ha egy külső feszültséget Uobp-ot csatlakoztatunk a p-n csomóponthoz, hogy a plusz az n típusú félvezető régión, és mínusz a félvezető régión
p-típusú (ilyen beépítés nevezzük forraljuk. ábra. 4b), a kiürített réteg kitágul, mint egy külső feszültség elektronok és lyukak, mint a fő töltéshordozók tolódnak a p-n-átmenet különböző irányokba. A lehetséges korlát nő és egyenlővé válik # 966; k + uobr .. óta. a külső feszültség egybeesik az érintkezési potenciálkülönbséggel. Az új ebédréteg szélessége nő. Az átmenet ellenállása nagy, a kisugárzott áram kicsi, hiszen ez a kisebbségi hordozóknak (a jelenlegi sodrás komponensnek) köszönhető. Az áramkör invertált, és a p-n-csomópont zárva van.
Közvetlen csatlakozással. A kimerülési réteg szűkült, és a vezetőképesség nő. A potenciális gát csökkenti és egyenlővé válik # 966; k - Upr. Feltételeket hoznak létre a fő töltéshordozók befecskendezésére, és egy nagy előremenő áram áramlik át a csomóponton a fő hordozók diffúziója (diffúziós áram) miatt.
Az egyenáram és a közvetlen feszültség közötti kapcsolatot a p-n Upr csomópontra a kifejezés határozza meg
ahol # 966; t - termális potenciál (normál hőmérsékleten # 966; t ≈ 0,28 V).
A fordított áram értékét az (1) egyenletből határozhatjuk meg, ha az Unp by értéket kicseréljük
-Uobr. Figyelembe véve, hogy a fordított áramok hatótávolságánál dolgozik # 966; t <<|Uобр |, получим
Az Ip jelenlegi értéke jóval kisebb, mint az Ipr. Az (1) és (2) egyenleteknek megfelelő áram-feszültség jellemző előremenő és hátsó ágai a 3. ábrán láthatók. 5.
A (1) és (2) kapcsolatok (áram-feszültség jellemző) következtében a p-n csomóponton keresztül érkező áram értéke és iránya függ az alkalmazott feszültség értékétől és jeleitől. Az pn csomópont előremenetelével szemben az ellenállása elhanyagolható, és az áram nagy. Az átmenetnél az ellenirányú torzítás sokkal ellenállást mutat az ellenkező irányba egy kis fordított árammal. Így a pn csomópont egyoldalú vezetőképességgel rendelkezik, amely lehetõvé teszi a váltakozó áram korrigálására.
Ha a fordított feszültség meghaladja az U.pr. (5. ábra), amelyet lebontásnak neveznek, a fordított áramerősség hirtelen növekszik. Ha nincs korlátozva, a pn csomópont elektromos lebomlása bekövetkezik, gyakori hőbomlás kíséretében. Az elektromos bontást azzal magyarázza, hogy a Uob> Uobr.pr. az elektromos mező a pn csomópontban olyan erős lesz, hogy képes az elektronok és a lyukak energiájának megadására elegendő energiát biztosítani az átmeneti anyag sokk-ionizációjához egy lavina-szerű eljárással, amely további töltéspárok megsokszorozódását eredményezi. Ezek a párok hozzájárulnak a fordított áram erőteljes növekedéséhez. A rövid idejű elektromos bontás nem pusztítja el a p-n csomópontot, azaz visszafordítható jelenség. Hőbomlás esetén előfordulhat a pn elágazás elfogadhatatlan túlmelegedése, és lebomlik.
Ahogy a hőmérséklet nő, mind az előremenő, mind a visszirányú áramerősség megnő. A magasabb hőmérsékletű pn-átmenet áram-feszültség-jellemzőjét az 1. ábra mutatja. 5 a pontozott vonallal.