Вопрос по электронике

Question

"Если полупроводник с n–p-переходом подключен к источнику тока так, что положительный полюс источника соединен с n-областью, а отрицательный – с p-областью, то напряженность поля в запирающем слое возрастает" Почему она там возрастает? Ведь если p область подключена отрицательно, то электроны в запирающем слое должны наоборот отталкиваться.

Answer 1

У тебя всё правильно. Надо понимать, почему дифузионный ток прекращается, как только достигается такой "встроенный потенциал", который создает свой ток проводимости обратного по сравнению с диффузионным током направления.

Были бы электроны и дырки без заряда, перемешались бы, как атомы/молекулы разных газов — до выравнивания концентраций по всей длине.

Но у них есть заряд, потому внутренне поле и возникает. Кроме того, что такое дырка в п-полупроводнике? В норме атом в нем либо нейтрален, либо способен отдать электрон. А тут он отдал аж 2 электрона — больше не может. А потому и не может участвовать в переносе заряда, в токе. Поэтому эту область называют обедненной или высокомной.

Когда внешне поле запирающе, то обедненная область еще больше расширяется, становится еще боле высокомной. Но это для основных носителей заряда — прямого тока, который и не протекает. Однако для неосновных такое поле является ускоряющим и они прекрасно проходят насквозь. Правда, этот ток испытывает насыщение, поскольку концентрация неосновных носителей постоянна. Но нагрей образец или приложи еще больше напряжение, и он увеличится — возникнет дополнительная либо тепловая, либо пробойная лавинная (иногда — туннельная) их генерация. Или одновременно обе — при пробое идет разгрев.

Так что те электроны, как ты пишешь, что должны отталкиваться, отталкиваются. Если бы они были. Но их просто нет — ну, не может атом, что отдал всё, что мог, отдать еще. Верне, может, конечно, но это должны быть такие чудовищные поля, которые скоре сам атом вырвут из кристаллической решетки, чем заставят его отдать. Будет искровой пробой, как в диэлектриках.

Собственно разницы между ПП и диэлектриками нет. Ее установили принудительно по границе запрещенной зоны 3, 2 эВ: если меньше — ПП, если больше — диэлектрик. Это относится только к кристаллическим веществам, бумага, например, тоже диэлектрик, но е в расчет не принимают — нет у не кристаллической структруры, а вот лёд (агрегатное состояние воды) — подходит.

Вперед!

Answer 2

Если к слоям полупроводника приложить внешне напряжение так, чтобы созданное им электрическое поле было направленным противоположно направлению электрического поля между областями пространственного заряда, то динамическое равновесие нарушается, и диффузионный ток преобладает над дрейфовым током, быстро нарастая с повышением напряжения. Такое подключение напряжения к p-n-переходу называется прямым смещением.
Если же внешне напряжение приложено так, чтобы созданное им поле было одного направления с полем между областями пространства то это приведет лишь к увеличению толщины слоёв пространственного заряда, и ток через p-n-переход очень мал и определяется тепловой или фотонной генерацией пар электрон-дырка. Такое подключение напряжения к p-n-переходу называется обратным смещением.