1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Фізика
  3. Електронно-дірковий перехід – доповідь

Електронно-дірковий перехід – доповідь

Електронно-дірковий перехід, або n-p-перехід – це область на кордоні двох напівпровідників різного типу провідності, і робота напівпровідникових приладів грунтується на використанні властивостей подібних переходів.

При відсутності прикладеного до переходу напруги носії заряду переміщаються з областей з більш високою концентрацією в області з більш низькою концентрацією – з напівпровідника n-типу в напівпровідник p-типу переміщаються електрони, а в зворотному напрямку дірки.

В результаті цих переміщень по обидва боки кордону розділу виникають області з об’ємним зарядом, а між цими областями виникає контактна різниця потенціалів. Ця різниця потенціалів утворює потенційний бар’єр, що перешкоджає подальшому переходу носіїв через бар’єр. Висота бар’єру (контактна різниця потенціалів) залежить від концентрації домішок, і для германію становить зазвичай 0,3-0.4 В, доходячи до 0,7 В. У сталому режимі струм через перехід відсутній, оскільки pn-перехід має більший опір в порівнянні з іншими областями напівпровідників, і утворився шар називають замикаючим.

Якщо до n-p-переходу прикласти зовнішню напругу, то, в залежності від його полярності, перехід поведе себе по-різному.

Перебіг через перехід прямого струму

Якщо до напівпровідника p-типу докласти «плюс» джерела напруги, то створюване джерелом поле діє протилежно полю контактної різниці потенціалів, сумарне поле зменшується, знижується висота потенційного бар’єру, і його долає більше число носіїв. Через перехід починає протікати струм, званий прямим. Одночасно зменшується товщина захисного шару і його електричний опір.

Для виникнення істотного прямого струму до переходу досить прикласти напругу, порівнянне з висотою бар’єру під час відсутності прикладеної напруги, тобто в десяті частки вольта, а при ще більшій напрузі опір замикаючого шару стане близьким до нуля.

Перебіг через перехід зворотного струму

Якщо ж зовнішня напруга «переполюсовати», тобто прикласти до p-напівпровідника «мінус» джерела напруги, поле зовнішньої напруги буде складатися з полем контактної різниці потенціалів. Висота потенційного бар’єра збільшується, що утруднить дифузію основних носіїв через перехід, і струм через перехід, званий «зворотним», виявиться невеликим. Замикаючий шар стає товщі, його електричний опір зростає.

Випрямляючі властивості електронно-доручених переходів використовуються в діодах різної потужності і призначення – для випрямлення змінного струму в силових блоках харчування і слабких сигналів в пристроях різного призначення.

Інші застосування властивості напівпровідників

Електронно-дірковий перехід при зворотному напрузі поводиться аналогічно зарядженого електричного конденсатору ємністю від одиниць до сотень пикофарад. Ця ємність залежить від прикладеної до переходу напруги, що дозволяє використовувати деякі види напівпровідникових приладів в якості конденсаторів змінної ємності, керованих прикладеним напругою.

Властивості n-p-переходу також значно залежать від температури середовища, що дозволяє застосовувати окремі види напівпровідникових приладів в якості датчиків температури. Прилади з трьома областями різної провідності, як, наприклад, n-p-n, дозволяють створювати пристрої, що володіють властивостями посилення електричних сигналів, а також їх генерації.

ПОДІЛИТИСЯ: