21

Podstawy Technologii Komputerowych

Podstawy Technologii Komputerowych

dr inż. Krzysztof MURAWSKI

dr inż. Krzysztof MURAWSKI

mgr inż. Józef TURCZYN

mgr inż. Józef TURCZYN

Tel.: [phone], E

Tel.: [phone], E

-

-

mail

mail

: k.

: k.

murawski

murawski

@

@

ita

ita

.

.

wat

wat

.

.

edu

edu

.

.

pl

pl

22

Złącze

Złącze

P

P

-

-

N

N

© K. MURAWSKI, J. TURCZYN

23

Złącze P

Złącze P

-

-

N

N

Złączem p-n nazywamy granicę istniejącą w półprzewodniku
między dwoma obszarami typu n i typu p.

Złącze występuje w regionie, gdzie koncentracje donorów
i akceptorów są sobie równe. Zmiana koncentracji swobodnych
elektronów na złączu powoduje przepływ dyfuzyjny elektronów
z obszaru typu n do p i odwrotnie – dziur z obszaru typu p do
obszaru typu n.

P

N

© K. MURAWSKI, J. TURCZYN

24

Złącze P

Złącze P

-

-

N

N

U

X

B

U

P

Obszar

bariery

N

© K. MURAWSKI, J. TURCZYN

25

Złącze P

Złącze P

-

-

N

N

P

Obszar

bariery

N

Z

U

Z

U

U

X

B

U

Pojemność złącza

1

C

R

© K. MURAWSKI, J. TURCZYN

26

Złącze P

Złącze P

-

-

N

N

Pojemność złącza

2

C

P

Obszar

bariery

N

Z

U

U

X

B

U

Z

U

R

© K. MURAWSKI, J. TURCZYN

27

Złącze P

Złącze P

-

-

N

N

Pojemność złącza

1

C

2

C

>

P

Obszar

bariery

N

Z

U

Z

U

U

X

B

U

R

P

Obszar

bariery

N

Z

U

U

X

B

U

Z

U

R

© K. MURAWSKI, J. TURCZYN

28

Zjawisko zachodzące w złączu P

Zjawisko zachodzące w złączu P

-

-

N

N

Pasmo przewodnictwa

Pasmo podstawowe

FP

W

Obszar P

W

Pasmo przewodnictwa

Obszar N

Pasmo podstawowe

FN

W

p

X

−

n

X

© K. MURAWSKI, J. TURCZYN

29

Zjawisko zachodzące w złączu P

Zjawisko zachodzące w złączu P

-

-

N

N

Obszar P

0

X

=

P

X

−

N

X

F

W

W

Obszar N

1

W

0

2

W

W

=

B

qU

© K. MURAWSKI, J. TURCZYN

30

Zjawisko zachodzące w złączu P

Zjawisko zachodzące w złączu P

-

-

N

N

a) Rozkład domieszek i nośników w złączu; b) Rozkład gęstości nośników w złączu;
b) Rozkład ładunku przestrzennego; d) Rozkład potencjału w barierze p-n.

P

N

p

ρ

n

p

X

n

ρ

n

η

p

η

p

X

−

p

X

n

X

0

B

U

U

X

n

X

Q

X

+

-

a)

b)

c)

d)

© K. MURAWSKI, J. TURCZYN

31

Polaryzacja złącza P

Polaryzacja złącza P

-

-

N

N

ZAPOROWYM

ZAPOROWYM

Polaryzacja złącza w kierunku ?

Polaryzacja złącza w kierunku ?

P N

R

© K. MURAWSKI, J. TURCZYN

32

Polaryzacja złącza P

Polaryzacja złącza P

-

-

N

N

w kierunku

w kierunku

PRZEWODZENIA

PRZEWODZENIA

P N

R

© K. MURAWSKI, J. TURCZYN

33

Charakterystyka prąd.

Charakterystyka prąd.

-

-

napięciowa złącza P

napięciowa złącza P

-

-

N

N

I

U

S

I

exp

1

S

T

U

I

I

ϕ









=

−

















(

)

T

kT q

ϕ

=

19

1.6 10

q

C

−

=

i

23

5

1.38 10

8.62 10

k

J K

eV K

−

−

=

=

i

i

S

I

- prąd nasycenia złącza;

- potencjał termiczny elektronu (dla T = 300K,

26

T

mV

ϕ

=

);

- ładunek jednostkowy,

- stała Bolzmana.

© K. MURAWSKI, J. TURCZYN