Похожие презентации:
P-N переход
1.
P-N переход2.
Основные и неосновные носителизаряда
Р область
Основные – дырки, концентрация
np
Неосновные электроны
N область
nn
Основные –электроны
pn
Неосновные дырки
pp
3.
NP
Ein
Возникает диффузионный ток дырок из P –области
в N- область I p (основные носители)
и диффузионный ток электронов из N –области
в P- область I n (основные носители)
4.
dpI p 0 eDp S
dx
Dp
S
dp
dx
Диффузионный ток дырок
Коэффициент диффузии дырок
Площадь перехода
Градиент концентрации дырок
5.
dnI n 0 eDn S
dx
Dn
S
dn
dx
Диффузионный ток
электронов
Коэффициент диффузии
электронов
Площадь перехода
Градиент концентрации
электронов
6.
На границе возникает электрическое поле,препятствующее движению основных
носителей
• Под действием возникшего электрического
поля появляется дрейфовый ток
неосновных носителей заряда
I nдрейф S n Ein Se n n p Ein
I pдрейф S p Ein Se p pn Ein
7.
• В состоянии равновесия суммарный токчерез переход равен 0
I p 0 I n 0 I pдрейф I nдрейф
8.
Диаграмма перехода при равновесииP
Ec
N
Ec
EFn
EFp
EV
EV
9.
СОЕДИНИМ ДВА ПОЛУПРОВОДНИКАПРИ РАВНОВЕСИИ ПОЛОЖЕНИЕ УРОВНЯ ФЕРМИ
ВЫРАВНИВАЕТСЯ
P
Ec
N
e k
EFp
Ec
EFn
EV
k
EV
КОНТАКТНАЯ РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ –на
границе
10.
PEc
EFp
N
np
e k
nn
Ec
EFn
EV
EV
11.
PEc
N
np
e k
nn
Ec
EFp
EFn
EV
EV
pp
pn
12.
• В равновесном состоянии через переходтечет ток неосновных носителей заряда
13.
Прямое смещение P-N переходаN
P
Ein
Eout
+
U -
E Ein Eout
Потенциальный барьер понижается
14.
Потенциальный барьер понижаетсяN
P
Ec
EFp
EV
e k U
Ec
eU
EFn
EV
15.
• Для основных носителей зарядапотенциальный барьер понижается
• Ток неосновных носителей не меняется
• Основных значительно больше – прямой
ток определяется основными носителями
заряда
16.
• Ток основных носителей увеличивается посравнению с равновесным
I осн I p 0 I n 0 e
eU
kT
• Ток неосновных носителей не меняется
I неосн I pдрейф I nдрейф I p 0 I n 0
17.
• Суммарный ток при прямом включенииI I осн I неосн I p 0 I n 0 e
eU
kT
I p0 I n0
eU
I p 0 I n 0 e kT 1
eU
I 0 e kT 1
18.
Обратное смещение P-N переходаN
P
Ein
Eout
U
-
+
E Ein Eout
Потенциальный барьер повышается
19.
Потенциальный барьер повышаетсяP
N
Ec
e k U
Ec
EFp
EV
eU
EFn
EV
20.
• Для основных носителей зарядапотенциальный барьер повышается,
немногие могут преодолеть потенциальный
барьер
• Ток неосновных носителей не меняется
• Обратный ток определяется неосновными
носителями заряда
21.
• Ток основных носителей уменьшается посравнению с равновесным
I осн I p 0 I n 0 e
eU
kT
• Ток неосновных носителей не меняется
I неосн I pдрейф I nдрейф I p 0 I n 0
22.
• Суммарный ток при обратном включенииI I осн I неосн I p 0 I n 0 e
eU
kT
I p 0 I n0
eU
I p 0 I n 0 e kT 1
eU
I 0 e kT 1
I0
23.
Вольт- амперная характеристикаI
I0
24.
Свойства p-N перехода• Выпрямляющее – ток в прямом
направлении много больше тока в
обратном направлении
• При повышении температуры
концентрация неосновных носителей
резко возрастает, а основных не
меняется (количество примеси)
• Выпрямляющие свойства исчезают
при 75°С для Ge и 150°С для Si
25.
ЭФФЕКТ ХОЛЛА• Возникновение поперечной разности
потенциалов в металле или
полупроводнике с током во внешнем
магнитном поле
26.
Fл q V BV
Fл
27.
• Под действием силы Лоренцаэлектроны отклоняются на переднюю
грань , а дырки – на заднюю
• Возникает поперечное электрическое
поле с напряженностью EН
• Сила Лоренца уравновешивается
силой Кулона
28.
eEH eVBEH VB
U H EH b VBb
UH
b
Холловская разность потенциалов
Толщина образца
29.
• По закону Омаj E
j Плотность тока
en электропроводность
n
Концентрация носителей
заряда
Подвижность
30.
j EE V
en E enV
скорость
j I 1
V
en S en
31.
1b
U H VBb
IB
en
S
Учтем, что не все электроны движутся с
одинаковыми скоростями и механизмы
рассеяния тоже разные
A
b
UH
IB
en
S
32.
AR
en
Постоянная Холла
A Определяется механизмом
рассеяния
A 1 В металлах
A 1.18 В атомных кристаллах
A 1.93 В решетках с ионизированными
примесями
33.
• Если носители заряда двух типовA p p n n
R
2
e p n
p
n
2
2
• Если собственный полупроводник
A p n
R
e p n
34.
• По знаку эдс Холла можно определить типносителей заряда в полупроводнике