Электронно-дырочный переход это:

Электронно-дырочный переход
(p — n-переход)
        область полупроводника, в которой имеет место пространственное изменение типа проводимости (от электронной n к дырочной p). Поскольку в р-области Э.-д. п. концентрация дырок гораздо выше, чем в n-области, дырки из n -области стремятся диффундировать в электронную область. Электроны диффундируют в р-область. Однако после ухода дырок в n-области остаются отрицательно заряженные акцепторные атомы, а после ухода электронов в n-области — положительно заряженные донорные атомы. Т. к. акцепторные и донорные атомы неподвижны, то в области Э.-л. п. образуется двойной слой пространственного заряда — отрицательные заряды в р-области и положительные заряды в n -области (рис. 1). Возникающее при этом контактное электрическое поле по величине и направлению таково, что оно противодействует диффузии свободных носителей тока через Э.-д. п.; в условиях теплового равновесия при отсутствии внешнего электрического напряжения полный ток через Э.-д. п. равен нулю. Т. о., в Э.-д. п. существует динамическое равновесие, при котором небольшой ток, создаваемый неосновными носителями (электронами в р-области и дырками в n-области), течёт к Э.-д. п. и проходит через него под действием контактного поля, а равный по величине ток, создаваемый диффузией основных носителей (электронами в n-области и дырками в р-области), протекает через Э.-д. п. в обратном направлении. При этом основным носителям приходится преодолевать контактное поле (Потенциальный барьер). Разность потенциалов, возникающая между p- и n-областями из-за наличия контактного поля (Контактная разность потенциалов или высота потенциального барьера), обычно составляет десятые доли вольта.
         Внешнее электрическое поле изменяет высоту потенциального барьера и нарушает равновесие потоков носителей тока через него. Если положит. потенциал приложен к р-области, то внешнее поле направлено против контактного, т. е. потенциальный барьер понижается (прямое смещение). В этом случае с ростом приложенного напряжения экспоненциально возрастает число основных носителей, способных преодолеть потенциальный барьер. Концентрация неосновных носителей по обе стороны Э.-д. п. увеличивается (инжекция неосновных носителей), одновременно в р- и n-области через контакты входят равные количества основных носителей, вызывающих нейтрализацию зарядов инжектированных носителей. В результате возрастает скорость рекомбинации и появляется отличный от нуля ток через Э.-д. п. При повышении приложенного напряжения этот ток экспоненциально возрастает. Наоборот, приложение положит, потенциала к и-области (обратное смещение) приводит к повышению потенциального барьера. При этом диффузия основных носителей через Э.-д. п. становится пренебрежимо малой.
         В то же время потоки неосновных носителей не изменяются, поскольку для них барьера не существует. Потоки неосновных носителей определяются скоростью тепловой генерации электронно-дырочных пар. Эти пары диффундируют к барьеру и разделяются его полем, в результате чего через Э.-д. п. течёт ток Is (ток насыщения), который обычно мал и почти не зависит от приложенного напряжения. Т. о., зависимость тока 1 через Э.-д. п. от приложенного напряжения U (вольтамперная характеристика) обладает резко выраженной нелинейностью (рис. 2). При изменении знака напряжения ток через Э.-д. п. может меняться в 105—106 раз. Благодаря этому Э.-д. п. является вентильным устройством, пригодным для выпрямления переменных токов (см. Полупроводниковый диод). Зависимость сопротивления Э.-д. п. от U позволяет использовать Э.-д. п. в качестве регулируемого сопротивления (Варистора).
         При подаче на Э.-д. п. достаточно высокого обратного смещения U = Uпр возникает электрический пробой, при котором протекает большой обратный ток (рис. 2). Различают лавинный пробой, когда на длине свободного пробега в области объёмного заряда носитель приобретает энергию, достаточную для ионизации кристаллической решётки, туннельный (зинеровский) пробой, возникающий при туннелировании носителей сквозь барьер (см. Туннельный эффект), и тепловой пробой, связанный с недостаточностью теплоотвода от Э.-д. п., работающего в режиме больших токов.
         От приложенного напряжения зависит не только проводимость, но и ёмкость Э.-д. п. Действительно, повышение потенциального барьера при обратном смещении означает увеличение разности потенциалов между п- и р-областями полупроводника и, отсюда, увеличение их объёмных зарядов. Поскольку объёмные заряды являются неподвижными и связанными с кристаллической решёткой ионами доноров и акцепторов, увеличение объёмного заряда может быть обусловлено только расширением его области и, следовательно, уменьшением ёмкости Э.-д. п. При прямом смещении к ёмкости слоя объёмного заряда (называется также зарядной ёмкостью) добавляется т. н. диффузионная ёмкость, обусловленная тем, что увеличение напряжения на Э.-д. п. приводит к увеличению концентрации неосновных носителей, т. е. к изменению заряда. Зависимость ёмкости от приложенного напряжения позволяет использовать Э.-д. п. в качестве варактора — прибора, ёмкостью которого можно управлять, меняя напряжение смещения (см. Параметрический полупроводниковый диод).
         Помимо использования нелинейности вольтамперной характеристики и зависимости ёмкости от напряжения, Э.-д. п. находит многообразные применения, основанные на зависимости контактной разности потенциалов и тока насыщения от концентрации неосновных носителей. Их концентрация существенно изменяется при различных внешних воздействиях — тепловых, механических, оптических и др. На этом основаны различного рода датчики: температуры, давления, ионизирующих излучений и т. д. Э.-д. п. используется также для преобразования световой энергии в электрическую (см. Солнечная батарея).
         Э.-д. п. являются основой разного рода полупроводниковых диодов, а также входят в качестве составных элементов в более сложные Полупроводниковые приборыТранзисторы, Тиристоры и т. д. Инжекция и последующая рекомбинация неосновных носителей в Э.-д. п. используются в светоизлучающих диодах (См. Светоизлучающий диод) и инжекционных лазерах (См. Инжекционный лазер).
         Э.-д. п. может быть создан различными путями: 1) в объёме одного и того же полупроводникового материала, легированного в одной части донорной примесью (р-область), а в другой — акцепторной (n-область); 2) на границе двух различных полупроводников с разными типами проводимости (см. Полупроводниковый гетеропереход); 3) вблизи контакта полупроводника с металлом (См. Металлы), если ширина запрещенной зоны полупроводника меньше разности работ выхода (См. Работа выхода) полупроводника и металла; 4) приложением к поверхности полупроводника с электронной (дырочной) проводимостью достаточно большого отрицательного (положительного) потенциала, под действием которого у поверхности образуется область с дырочной (электронной) проводимостью (инверсный слой).
         Если Э.-д. п. получают вплавлением примесей в монокристаллический полупроводник (например, акцепторной примеси в кристалл с проводимостью n-типа), то переход от n- к р-области происходит скачком (резкий Э.-д. п.). Если используется диффузия примесей, то образуется плавный Э.-д. п. Плавные Э.-д. п. можно получать также выращиванием монокристалла из расплава, в котором постепенно изменяют содержание и характер примесей. Получил распространение метод ионного внедрения (См. Ионное внедрение) примесных атомов, позволяющий создавать Э.-д. п. заданного профиля.
         Лит.: Стильбанс Л. С., Физика полупроводников, М., 1967; Пикус Г. Е., Основы теории полупроводниковых приборов, М., 1965; Федотов Я. А., Основы физики полупроводниковых приборов, 2 изд., М., 1970; СВЧ-полупроводниковые приборы и их применение, пер. с англ., М., 1972; Бонч-Бруевич В. Л., Калашников С. Г., Физика полупроводников, М., 1977.
         Э. М. Эпштейн.
        
        Рис. 1. Схема p-n-перехода: чёрные кружки — электроны; светлые кружки — дырки.
        Рис. 2. Вольтамперная характеристика р — n-перехода: U — приложенное напряжение; I - ток через переход; Is — ток насыщения; Unp — напряжение пробоя.
        Рис. 2. Вольтамперная характеристика р — n-перехода: U — приложенное напряжение; I - ток через переход; Is — ток насыщения; Unp — напряжение пробоя.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "Электронно-дырочный переход" в других словарях:

  • ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД — (р n переход), область полупроводника, в к рой имеет место пространств. изменение типа проводимости от электронной n к дырочной p. Т. к. в р области Э. д. п. концентрация дырок гораздо выше, чем в n области, дырки из р области стремятся… …   Физическая энциклопедия

  • Электронно-дырочный переход — (схема): чёрные точки электроны; светлые дырки (x координата). ЭЛЕКТРОННО ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД (переход p n), переходная область между двумя частями одного кристалла полупроводника, одна из которых имеет электронную проводимость (n), а другая… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД — (переход p n), переходная область между двумя частями одного кристалла полупроводника, одна из которых имеет электронную проводимость (n), а другая дырочную (p). В области электронно дырочного перехода возникает электрическое поле, которое… …   Современная энциклопедия

  • электронно-дырочный переход — p n переход Электрический переход между двумя областями полупроводника, одна из которых имеет электропроводность n типа, а другая p типа. [ГОСТ 15133 77] Тематики полупроводниковые приборы Синонимы p n переход EN P N junction DE pn Übergang FR… …   Справочник технического переводчика

  • электронно-дырочный переход — электронно дырочный переход; р п переход Переход между двумя областями полупроводника, одна из которых имеет электропроводность п типа, а другая р типа …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД — то же, что p n переход …   Большой Энциклопедический словарь

  • ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД — то же, что p п переход. Физическая энциклопедия. В 5 ти томах. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988 …   Физическая энциклопедия

  • Электронно-дырочный переход — p  n переход (n  negative  отрицательный, электронный, p  positive  положительный, дырочный), или электронно дырочный переход  разновидность гомопереходов, область полупроводника, в которой имеет место пространственное изменение типа проводимости …   Википедия

  • электронно-дырочный переход — то же, что р  n переход. * * * ЭЛЕКТРОННО ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД ЭЛЕКТРОННО ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД (p n переход, n p переход), переходная область полупроводника (см. ПОЛУПРОВОДНИКИ), в которой имеет место пространственное изменение типа проводимости от… …   Энциклопедический словарь

  • электронно-дырочный переход — (n – p – переход), переход между двумя частями полупроводника, одна из которых имеет электронную (n), а другая – дырочную (p) электрические проводимости (соответственно n – и p – области). Поскольку концентрация дырок в р – области значительно… …   Энциклопедия техники

  • электронно-дырочный переход — skylinė elektroninė sandūra statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. p n boundary; p n junction; p n transition vok. pn Übergang, m; pn Übergangsschicht, f rus. p n переход, m; переход типа p n, m; электронно дырочный переход, m pranc.… …   Fizikos terminų žodynas

Книги

  • Электроника и измерительная техника, Шкуратник В. Л., Вознесенский А. С.. Приведены основные понятия, термины и определения в области измерительной техники. Рассмотрены виды; особенности временного и спектрального представления, а также преобразований и искажений… Подробнее  Купить за 790 руб
  • Электроника, Наумкина Л. Г.. Учебное пособие состоит из четырех частей. В части 1 "Полупроводниковые приборы и физические основы их работы" изложены физические принципы организации, работы и использования… Подробнее  Купить за 550 руб
  • Физические основы электроники, Бобылев Ю. Н.. Рассмотрены основные вопросы физики полупроводников, описаны элементная база и современные устройства промышленной электроники, элементы импульсной и цифровой схемотехники. Приведены методики… Подробнее  Купить за 480 руб
Другие книги по запросу «Электронно-дырочный переход» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»