Головна Головна -> Реферати українською -> Технічні науки -> Вольтамперна характеристика pn переходу.

Вольтамперна характеристика pn переходу.

Назва:
Вольтамперна характеристика pn переходу.
Тип:
Реферат
Мова:
Українська
Розмiр:
4,15 KB
Завантажень:
475
Оцінка:
 
поточна оцінка 5.0


Скачати цю роботу безкоштовно
Пролистати роботу: 1  2  3 
Реферат на тему:
Вольтамперна характеристика pn переходу.


При розрахунку статичної вольтамперної характеристики pn переходу приймемо ряд припущень. Будемо вважати:
концентрації носіїв заряду та значення електричних полів в будь-якому перерізі взірця постійні, тобто можливий одновимірний розгляд задачі;
вся прикладена до pn переходу зовнішня напруга падає в області просторового заряду і електричне поле в примикаючих до переходу областях є настільки малим, що ним можна знехтувати;
носії заряду проходять область просторового заряду без рекомбінації, тобто ми нехтуємо генераційно-рекомбінаційними процесами в області просторового заряду, вважаючи, що відповідні струми значно менші за струми, створювані перенесенням заряду через бар'єр;
pn переход різкий, тобто концентрація донорів та акцепторів на межі змінюється скачком (рис. 21); такі параметри матеріалу як час життя носіїв заряду та їх рухливість є постійними і не залежать від концентрації інжектованих носіїв заряду.
Оскільки постійність параметрів матеріалу зберігається при невеликих рівнях, будемо вважати, що в моделі, яка розглядається виконуються умови: ?p<<pn0, ?n<<nn0.
Розглянемо геометрію, коли p область знаходиться зліва, а n область - справа (рис. 44, 45), вісь x напрямлена зліва направо. Розрахунок виконаємо для n області, розповсюдивши його результати і на p область (заміною відповідних індексів). За початок координат приймемо межу області просторового заряду, тобто будемо розглядати тільки ту леговану донорами область, в якій електричне поле відсутнє.
Для розрахунку скористаємося рівянням неперервності (35):
Для n області n>>p і, відповідно, (див. 35): м = мp , D = Dp. При прийнятих припущеннях E = 0. Оскільки розглядаються статичні характеристики, то ??p/?t = 0. Підставивши відповідні значення в рівняння неперервності, отримаємо:
,(47)
де Lp - дифузійна довжина, яка характеризує віддаль, на яку можуть продифундувати інжектовані неосновні носії заряду за час життя. В даному розгляді будемо вважати, що дифузійна довжина значно менша за довжину взірця і інжектовані через перехід носії не досягають другої межі, рекомбінуючи по дорозі. Будемо вважати, що до pn переходу прикладена зовнішня напруга U, відповідно, граничні умови (46) для розв'язку рівняння (47) мають вид:
(48)
Розв'язок однорідного рівняння другого порядку (47) має вид:
(49)
Підставивши x = 0, з умови (а) в (48) знаходимо:
(50)
З умови (б) в (48) знаходимо B = 0. Таким чином, розв'язок має вид:
(51)
Фізичний зміст рішення (51) наступний: концентрація неосновних носіїв заряду поблизу переходу визначається тим, скільки їх увійшло із сусідньої області (вона залежить від висоти бар'єру) і глибина їх проникнення за рахунок дифузії залежить від значення їх дифузійної довжини, тобто, в кіцевому рахунку, їх рухливості, часу життя та температури.
На рис. 26.1 показано розподіл носіїв заряду, що відповідає (51) при додатньому (крива 1) та від'ємному (кривая 2) зміщенні на переході. При додатньому зміщенні на переході граничне значення перевщує рівноважну концентрацію і відбувається інжекція неосновних носіїв заряду. При від'ємному зміщенні (|U| >UT) гранична концентрація приблизно рівна нулю, тобто відбувається витягування неосновних носіїв із області біля межі.

Рис. 26.1. Розподіл носіїв заряду в приконтактній області при додатньому (крива 1) та від'ємному (крива 2) увімкненнях pn переходу
Як видно з (47), рівняння неперервності звелося до дифузійного рівняння і, отже, струм поблизу бар'єру в n-області буде, в основному, дифузійним. З рис. 26 видно, що при додатньому та від'ємному зміщенні градієнт концентрації поблизу переходу має різний знак і, відповідно, при додатньому зміщенні дифузійний струм напрямлений від переходу в глибину n - області (відбувається інжекція неосновних носіїв заряду), при від'ємному зміщенні напям струму змінюється на протилежний і відбувається витягування неосновних носіїв заряду.
Розрахуємо густину діркового струму, який проходить через бар'єр при x = 0:
(52)
Аналогічно, розв'язавши дифузійне рівняння для n області, можна отримати густину електронного струму (при цьому всі значки "p" змінюються на "n", значки "n" змінюються на "p"):
(53)
Оскільки перенесення струму через бар'єр проводиться тільки електронами та дірками і повинна зберігатись умова постійності струму по всій довжині взірця, для повного струму отримаємо:
(54)
Формула (54) описує залежність струму через pn перехід від прикладеної к нього напруги, тобто статичну вольтамперну характеристику pn переходу.

Завантажити цю роботу безкоштовно
Пролистати роботу: 1  2  3 



Реферат на тему: Вольтамперна характеристика pn переходу.

BR.com.ua © 1999-2017 | Реклама на сайті | Умови використання | Зворотній зв'язок