skanuj0002

DIODA PÓŁPRZEWODNIKOWA

Dioda półprA:w<Kli>ikowa to rzeczywiste tfączc p-n. Złączem p-n nazywamy warstwę nvzgraniczai«łca półprzewodnik typu ..p” od półpizewodnika typu _?,n". W półprzewodniku typu j«*t większa koncentracja elektronów' (nocniki większościowe). a w półprzewodniku typu większe koncentracja dziur. Rozpatrzmy przebici fizyczne w złączu p-n.

Po zetknięciu półprzewodników typu „n* i ,.p^r' obserwujemy procesy dążące do wyrównania koncentracji swobodnych nośników ładunku w obu obszarach pól przewodnika. Elektrony dyfimdiiją z obszaru „n^:! do „p’\ a dziury z obszaru ,,p" do *ii” W wyniku togo procesu w pobiiźu granicy złącza zanikają swobodne nośniki ładunku, a pozostają jedynie nieruchu nie jony domieszek w węzłach sieci kry sta¹ icznej półprzewodniku. Pu obu stronach granicy złącza pojawiają się ładunki o różnych znakach. W półprzewodniku typu „a” pojawia się ładunek przestrzenny dodatni - tworzą^ go dodatnie jony domieszki donorowej. W półprzewodniki; typu „p¹* powstaje ujemny ładunek przestrzenny - tworzą go ujemne jony domieszki akceptorowej.

Rozkład ładunku przestrzennego w obszarze złącza pokazany jest. na rys. 1. Wskutek i sinienia ładunków elektrycznych na /łączu p-n powstaje slulyczna różnica potencjałów, nazywana „barierą porcocjahr. Potencjał obszaru *n^w j«sł wyższy od potencjału obszaru „p" (rys.lc). W następstwie tego średnia enurgiu elektronów w obszarze „n" obniża się, a w obszarze _p~ podwyż.sza się - doprowadza t«> dii wyrównania poziomów Fermiego w obu obszarach. Model palmowy /.rącza p-n pokazany jest na rys.lc. Powstałe w obszarze złącza pnie elektryczne ma zwrot od „n" do „p” (rys.ld). Pole :o przceiwdziuia dyfuzji nośników większuŃińowych, natomiast sprzyja pizepływowi nośników mniejszościowych w kierunku przeciwnym do mchu dyfuzyjnego nośników większościowych. W stanie równowagi termicznej prze? /łącze p-n płyną dwu prądy: prąd dyfuzyjny - oraz prąd wsteczny - J_w. Prąd dyfuzyjny Jy utworaony jest przez ruch nośników większościowych: elektronów / ,,n” do ..p ' i dziur z „p” do «jT. Prąd wsteczny - J_w, to ruch nośników mniejszościowych: dziur z „u" do ,.p^>J, elektronów z ,.p^Jł do ,_rti*\ W stanie równowagi termicznej nu tężenia łych prądów są sobie równe.

Obszar ziącza p-n jest pozbawiony swobodnych nośników ładunku, ma zwiększoną oporność i nazywany jest warstwą zaporową. Szerokość tg warstwy jest rzędu jednego mikrometra. i X>pm wadzenie do złącza p-n zewnętrznego napięcia wywołuje zmianę: s/eiokości warstwy zaporowej, wysokości bariery potencjału, natężenia pola elektrycznego oraz. natężenia prądu dyfuzyjnego J|>

Jeżeli do obszaru ,ji~ zostanie podłączony dodatni biegun źródła SEM. a do obszaru „p” - ujemny, tu wówczas zewnętrzne pole clcktryc/ne F. rna zwiot zgodny z polem F* wytworzonym przez ładunek pr/e*lr/eiiny złączu (i>s.2d. Swobodne nośniki większościowe, pod działaniem sil pola elektrycznego, odpływają z obszaru Otaczającego warstwę zaporową wzrasta jej szerokość (rys*2ab), zwiększa się tym samym opór wewnętrzny zśącza. Mciwimy,

1