Автоматическая система контроля

Автоматизация технологических процессов

Основные физические процессы в плоскостном транзисторе

Так, некоторые электроны проводимости, являющиеся в р-области неосновными носителями, совершая, тепловое движение, подходят к приконтактному слою, где их захватывает электрическое поле и, совершая дрейф под действием сил этого поля, они переходят в n-область.

Аналогичный процесс происходит с некоторыми дырками n-области, которые в этой области являются неосновными носителями. Следовательно, через границу двух сред существуют встречные потоки одноимённо заряженных частиц: диффузионный поток дырок из р-области и дрейфовый поток дырок из n-области и аналогично диффузионный поток электронов из n-области и дрейфовый поток электронов из р-области. Электрическое поле (потенциальный барьер) в переходе растёт до такого значения, при котором встречные потоки дырок (и аналогично встречные потоки электронов) становятся одинаковыми. Наступает состояние равновесия перехода. Для кремния φ0=0,6-0,8В, для германия φ0=0,2-0,4В.

Дрейфовый ток через границу двух сред, создаваемый неосновными носителями, называется тепловым током IT. Он имеет электронную и дырочную составляющие:IT=IpT+InT. Так как концентрация неосновных носителей относительно мала, то и ток, образуемый ими, не может быть большим. Кроме того, он практически не зависит от величины поля в p=n переходе, т.е. является током насыщения неосновных носителей. Все неосновные носители, которые подходят к переходу, совершают переход через него под действием сил поля, независимо от его величины.

Концентрация неосновных носителей, а следовательно, и тепловой ток очень сильно зависит от температуры. По своему направлению тепловой ток противоположен току диффузии и поэтому называется также обратным током(ITI0=Iдр).В общем случае для p-n перехода получаем:

(2)

При состоянии равновесия эти токи взаимно компенсируются. При этом Ip-n=Iдиф-Iдр=0.

Основные носители при встречной диффузии усиленно рекомбинируют в приконтактных областях.

Средняя глубина проникновения диффундирующих дырок в n-область тем меньше, чем больше там концентрация электронов проводимости. Это объясняется зависимостью времени жизни дырок в этой области от nn. То же самое утверждение справедливо для средней глубины проникновения диффундирующих электронов в p-область. Следовательно, при Na Nd запирающий слой оказывается смещённым (относительно металлургической границы) в сторону полупроводниковой области с меньшей концентрацией примеси. В общем случае толщина запирающего слоя определяется примерным равенством:

(3)

где dp и dn- толщина слоя, принадлежащая p и n - областям; ε0=8,85∙10-12 Ф/м - электрическая постоянная,ε - относительная диэлектрическая проницаемость кристалла ( для германия 16, для кремния 12);φ - потенциальный барьер в р-n переходе (при отсутствии внешних равен φ0 - равновесной контактной разности потенциалов).

Если концентрация примеси в одной из областей оказывается на 2-3 порядка больше, чем в другой, то в этом случае запирающий слой практически сосредотачивается в области с малой концентрацией примеси, а его граница в сильнолегированной области практически совпадает с металлургической границей p-n перехода. Например, при Na Nd членом 1/ Na можно пренебречь, поэтому

(4)

где - некоторый коэффициент, характеризующий слаболегированный полупроводник n -типа. Толщина запирающего слоя обычно составляет десятые доли микрона. Перейти на страницу: 1 2 

Другие статьи по теме

Исследование эффективности и путей совершенствования алгоритмов регулирования мощности в системах сотовой связи различных стандартов Влияние технологий мобильной̆ связи на нашу жизнь переоценить невозможно. Мобильная связь рассматривается в настоящее время как необходимость, а технологии мобильной̆ свя ...

Генератор линейно возрастающего напряжения Электроника является универсальным и исключительно эффективным средством при решении самых различных проблем в области сбора и преобразования информации, автоматического и автоматизиров ...

Исследование биполярного транзистора в статическом режиме Биполярным транзистором называют трёхслойную полупроводниковую структуру с чередующимися типом проводимости областей, созданную в едином кристалле и образующую два встречно включённых вз ...