10. ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД ПРИ ОТСУТСТВИИ ВНЕШНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ

Область на границе двух полупроводников с различными типами электропроводности называется электронно-дырочным, или p-n-переходом.

Электронно-дырочный переход обладает свойством несимметричной проводимости, т. е. имеет нелинейное сопротивление. Работа большинства полупроводниковых приборов, применяемых в радиоэлектронике, основана на использовании свойств одного или нескольких p-n-переходов. Рассмотрим физические процессы в таком переходе.

Пусть внешнее напряжение на переходе отсутствует. Так как носители заряда в каждом полупроводнике совершают беспорядочное тепловое движение, т. е. имеются собственные скорости, то происходит их диффузия (проникновение) из одного полупроводника в другой. Носители перемещаются оттуда, где их концентрация велика, туда, где концентрация мала. Таким образом, из полупроводника n-типа в полупроводник р-типа диффундируют электроны, а в обратном направлении из полупроводника р-типа в полупроводник n-типа диффундируют дырки.

В результате диффузии носителей по обе стороны границы раздела двух полупроводников с различным типом электропроводности создаются объемные заряды различных знаков. В области п возникает положительный объемный заряд. Он образован главным образом положительно заряженными атомами до-норной примеси и в небольшой степени пришедшими в эту область дырками. Подобно этому в области р возникает отрицательный объемный заряд, образованный отрицательно заряженными атомами акцепторной примеси и отчасти пришедшими сюда электронами.

Между образовавшимися объемными зарядами возникает так называемая контактная разность потенциалов и электрическое поле.

В p-n-переходе возникает потенциальный барьер, препятствующий диффузионному переходу носителей.

Чем больше концентрация примесей, тем выше концентрация основных носителей и тем большее количество их диффундирует через границу. Плотность объемных зарядов возрастает и увеличивается контактная разность потенциалов, т. е. высота потенциального барьера. При этом толщина p-n-перехода уменьшается.

Одновременно с диффузным перемещением основных носителей через границу происходит и обратное перемещение носителей под действием электрического поля контактной разности потенциалов. Это поле перемещает дырки из n-области обратно в р-область и электроны из р-области обратно в n-область. При определенной температуре p-n-переход находится в состоянии динамического равновесия. Каждую секунду через границу в противоположных направлениях диффундирует определенное количество электронов и дырок, а под действием поля такое же их количество дрейфует в обратном направлении.

Перемещение носителей за счет диффузии является диффузионным током, а движение носителей под действием поля представляет собой ток проводимости. При динамическом равновесии перехода эти токи равны и противоположны по направлению. Поэтому полный ток через переход равен нулю, что и должно быть при отсутствии внешнего напряжения. Каждый из токов имеет электронную и дырочную составляющие. Величины этих составляющих различны, так как они зависят от концентрации и подвижности носителей. Высота потенциального барьера всегда автоматически устанавливается именно такой, при которой наступает равновесие, т. е. диффузионный ток и ток проводимости взаимно компенсируют друг друга.

Автор: Косарева О.А.

<< Назад: Диффузия носителей заряда в полупроводниках

>> Вперед: Электронно-дырочный переход при действии прямого напряжения

Рекомендуем интересные статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки:

▪ Общая социология. Конспект лекций

▪ Теория и методика воспитания. Конспект лекций

▪ Экономическая география. Шпаргалка

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Тихая минитурбина для городских домов 03.11.2024 Возобновляемая энергия становится все более популярной, и новые технологии позволяют адаптировать ее под условия городских районов. Одним из таких решений стала компактная и почти бесшумная ветряная турбина Liam F1 Mini Urban, представленная нидерландской компанией Archimedes. Эта инновационная турбина открывает новые возможности для ветроэнергетики, делая ее доступной для использования в городской среде, где плотная застройка и шумовые ограничения часто мешали применению традиционных ветряных генераторов. Liam F1 Mini Urban заняла уникальную нишу на рынке возобновляемой энергии благодаря своим особенностям. В отличие от крупных турбин, которые трудно устанавливать в густонаселенных районах, эта модель компактна, эффективна и практически не издает шума. Она может производить до 1500 кВтч электроэнергии в год, что позволяет обеспечить значительную часть потребностей небольшого городского дома. Это делает турбину экономически выгодной альтернативой для частных домовладельцев, стремящихся к автономии в вопросах энергопотребления. Главное достоинство Liam F1 Mini Urban - ее бесшумность, что особенно важно для установки в городских и пригородных районах. Традиционные турбины часто сталкиваются с жалобами на шум, особенно в ночное время, но Archimedes решила эту проблему с помощью уникальной конической конструкции. С диаметром всего в 0,75 метра, турбина легко размещается на крышах или других городских конструкциях, не нарушая эстетики и пространства. Еще одна инновационная особенность Liam F1 Mini Urban - ее спиралевидная форма, благодаря которой турбина автоматически подстраивается под направление ветра. Как флюгер, она ловит потоки ветра под оптимальным углом, обеспечивая максимальную эффективность и выработку электроэнергии. Это позволяет турбине функционировать даже при низкой скорости ветра в 5 м/с, что особенно актуально для городских условий, где ветровая нагрузка часто бывает нестабильной. Кроме того, Liam F1 Mini Urban отличается простотой в обслуживании. Она не требует сложного ухода и может работать стабильно в течение длительного времени. По желанию, владельцы могут объединить ее с солнечными панелями, создавая комбинированную энергосистему, которая будет использовать как ветер, так и солнце для генерации электроэнергии. Это решение позволяет максимально эффективно использовать ресурсы и снижает зависимость от традиционных источников энергии. Ветряная турбина Liam F1 Mini Urban является значимым шагом вперед в развитии городской ветроэнергетики. Она не только отвечает требованиям экологичности, но и предлагает практичные решения для городских жителей, стремящихся снизить свои расходы на электроэнергию и перейти на возобновляемые источники энергии без ущерба для комфорта.

Другие интересные новости:

▪ VR-очки для мышей

▪ Открыта самая маленькая черная дыра

▪ Умная система очистки воздуха в салоне автомобиля

▪ Американские ученые разработали новый фильтр

▪ Стерилизация одним уколом

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Гражданская радиосвязь. Подборка статей

▪ статья Пабло Пикассо. Знаменитые афоризмы

▪ статья Кто изобрел косметику? Подробный ответ

▪ статья Электромонтажник по кабельным сетям. Должностная инструкция

▪ статья Геотермальное теплоснабжение. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Измерения электрических величин. Общие требования. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025