Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

Физика->Курсовая работа
РАДИОМЕТРИЯ (от лат гadio - излучаю и греч metreo - измеряю), регистрация с помощью радиометрических приборов излучений, испускаемых ядрами радионукли...полностью>>
Физика->Доклад
Гром — звуковое явление в атмосфере, сопровождающее разряд молнии Гром представляет собой колебания воздуха под влиянием очень быстрого повышения давл...полностью>>
Физика->Учебное пособие
При вивченні матеріалу потрібно звернути увагу на те, що первинні (до них відносять гальванічні елементи і батареї з них) і вторинні (акумулятори) хім...полностью>>
Физика->Контрольная работа
Однією з форм енергії є оптичне випромінювання, виникнення якого пов'язане із зміною енергетичних станів електронів в атомі, а також з коливальним або...полностью>>

Главная > Доклад >Физика

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Контактные явления в полупроводниках.

Здесь речь пойдет о свойствах контактов полученных из полупроводниковых материалов; это

а) p – n переход,

б) контакты p+-p и n+-n, + означает материал с повышенной концентрацией примеси,

в) p- полупроводник – металл и n- полупроводник – металл (контакты Шоттки),

г) несимметричные контакты, в которых концентрации примесей различны в областях полупроводника (N – концентрация примесей в 1/см3 Nn > Np или Np > Nn),

д) гетероконтакты выполненные из полупроводников различного типе , например, дырочный германий (p-Ge) и электронный кремний (n-Si).

Вспомним свойства обычного p-n перехода. На рис. 4 показана его простейшая структура, хотя существует довольно много технологий его изготовления (сплавная, точечная, меза и др.), которые придают ему особые свойства.

Рис. 4 Структура простейшего контакта, p-n перехода

По законам диффузии концентрации электронов и дырок стремятся выровняется, поэтому носители из приконтактных областей уходят в область пониженной концентрации (дырки из p в n, электроны наоборот). Атом примеси лишается носителя и в кристалле образуются неподвижные ионы (см. рис. 4). За счет этих зарядов возникает электрическое поле Евн, препятствующее движению носителей, процесс диффузии прекращается. Итог таков.

- В области контакта образовался слой не содержащий носителей тока, по существу слой диэлектрика (запирающий слой).

-Если его не убрать, контакт не будет проводить электрический ток.

Электрическое поле контакта создает потенциальный и энергетический (Wб) барьеры для носителей и это отражается на энергетической диаграмме. Построим ее (рис. 5), вспомнив положение уровней Ферми в примесных полупроводниках.

Рис. 5 Энергетическая диаграмма p-n перехода

Сам p-n переход это слой обедненный подвижными носителями, по сути слой диэлектрика.

Далее будем подавать на переход напряжение от внешнего источника ЭДС. При подаче «+» в p область а «–» в n область кристалла на переходе возникает внешняя напряженность электрического поля Евнеш направленная навстречу Е вн (см. рис. 4). Результирующее поле уменьшается, запирающий слой исчезает и структура переходит в состояние проводимости. Это напряжение называется прямым, Uпр. На энергетической диаграмме происходит деформация уровня Ферми в сторону уменьшения энергетического барьера, рис. 6. Ток через переход обеспечивается основными носителями, количество которых велико.

Рис.6 Прямое напряжение на переходе

При смене полярности источника (обратное напряжение на переходе) происходит обратная картина. Энергетический барьер на переходе возрастает, проводимость ухудшается и тока практически не будет. Весьма небольшой обратный ток возникнет за счет неосновных носителей, то-есть тех немногочисленных электронов, которые есть в «p» области кристалла и дырок, которые есть в «n» области. Суммарный ток неосновных носителей называется током насыщения I0.

Контакты типа p+-p и n+-n обладают очень слабыми нелинейными свойствами, в специальных приборах не применяются и используются как омические контакты, например, при создании вывода из p и n областей.

Контакты Шоттки на основе соединения металла и полупроводника обладают интересными свойствами, которые зависят от подбора материалов (рис. 7). В физике твердого тела существует понятие «работа выхода электрона W»; это энергия, которую необходимо затратить электрону для выхода из тела в окружающее пространство.



Рис. 7. Контакт «металл-полупроводник»

Допустим, есть контакт металла и «n» полупроводника их работы выхода находятся в следующем соотношении. При таком соотношении работ, электроны из металла будут переходить в полупроводник и насыщать его приконтактный слой. Проводимость этого слоя увеличивается. В структуре все области обладают хорошей проводимостью. Таким образом, сформировался обычный проводящий (омический) контакт. Иная картина получится при обратном соотношении работ выхода, Wм>Wn. Теперь уже электроны уходят из полупроводника в металл. К электронам в металле, которых очень много добавляются перешедшие, которые практически не меняют его проводимость. А вот электроны ушедшие из полупроводника ухудшают его проводимость, обнажают атомы примеси, за счет чего на контакте образуется электрическое поле. В итоге возник энергетический барьер, как и в «p-n» переходе, но обладающий особыми свойствами, это

-высокое быстродействие,

-небольшой порог открывания.

Контакт с такими свойствами называется диодом Шоттки.

Несимметричные контакты – это p-n переходы в которых концентрация примесей в p и n областях различна. Такой контакт обозначается p+-n (или p-n+) и показан на рис. 8.

При прямых напряжениях большее количество дырочной примеси обеспечивает прямой ток в основном за счет дырочных носителей. В этом основное отличие несимметричного перехода от симметричного. Область с повышенной концентрацией примеси называется эмиттером, а с пониженной – базой.

Рис.8 Несимметричный контакт

Такой же результат получается и у гетероперехода. На рис.9 показана энергетическая диаграмма контакта кремния и арсенида галлия.

Рис. 9 Гетеропереход

Так как ширина запрещенной зоны у этих материалов различна, Wз1

Для несимметричных и гетеропереходов вводится показатель – коэффициент инжекции γ, равный отношению тока преобладающих носителей к прямому суммарному току через открытый переход, γ=In/(In+Ip).

Сведения этого раздела подробно изложены в курсе физики.


Загрузить файл

Похожие страницы:

  1. Контактные явления в распределённых гетероструктуpax

    Реферат >> Химия
    ... КАРПОВ Игорь Анатольевич КОНТАКТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В РАСПРЕДЕЛЁННЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУPAX ИОННЫЙ ПРОВОДНИК - ПОЛУПРОВОДНИК Sn02 АВТОРЕФЕРАТ диссертации ... и удельной ёмкости распределённых гетерогенных структур полупроводник - твёрдый электролит Sn02-AgCI и Sn02 ...
  2. Полупроводники (4)

    Реферат >> Коммуникации и связь
    ... . Термоэлектрические явления в полупроводниках. Возможности использования термоэлектрических явлений в Полупроводники перспективны для ... ~ kT. Контактные явления, р—n-переход. Контакты Полупроводники с металлом или с др. Полупроводники обладают иногда ...
  3. Уравнение Шредингера, его свойства.

    Реферат >> Физика
    ... заряда Фотопроводимость полупроводников – увеличение электропроводности полупроводников под ... конверсия электронов (эти е- моноэнергетичны), явление сопровождается рентгеновским излучением. ------------------------------------------------------ Билет ...
  4. Полупроводники (2)

    Реферат >> Физика
    ... . Полупроводники с преобладанием электронной электропроводности называются электронными полупроводниками или полупроводниками n- ... могут быть вызваны диффузией контактных материалов и поверхностными процессами ... и усиливаются пробойные явления, что указывает на ...
  5. Физика твёрдого тела

    Лекция >> Физика
    ... двух идентичных полупроводников п- и р-типа, например, кремния, легированного донорными и акцепторными примесями. Контактные явления в р-п-переходе ...

Хочу больше похожих работ...

Generated in 0.0019409656524658