ЭЛЕКТРОННОДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД

ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД (р - и-переход), область полупроводника, в к-рой имеет место пространственное изменение типа проводимости (от электронной п к дырочной р). Поскольку в р-области Э.-д. п. концентрация дырок гораздо выше, чем в w-области, дырки из р-области стремятся диффундировать в электронную область. Электроны диффундируют в р-область. Однако после ухода дырок в р-области остаются отрицательно заряженные акцепторные атомы, а после ухода электронов в "-области - положительно заряженные донорные атомы. Т. к. акцепторные и донорные атомы неподвижны, то в области Э.-д. п. образуется двойной слой пространственного заряда - отрицательные заряды в р-области и положит, заряды в n-области (рис. 1).

Возникающее при этом контактное электрич. поле по величине и направлению таково, что оно противодействует диффузии свободных носителей тока через Э.-д. п.; в условиях теплового равновесия при отсутствии внеш. электрич. напряжения полный ток через Э.-д. п. равен нулю. Т. о., в Э.-д. п. существует динамич. равновесие, при к-ром 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 осн. носителей (электронами в я-области и дырками в р-области), протекает через Э.-д. п. в обратном направлении. При этом осн. носителям приходится преодолевать контактное поле (потенциальный барьер). Разность потенциалов, возникающая между р- и и-областями из-за наличия контактного поля (контактная разность потенциалов или высота потенциального барьера), обычно составляет десятые доли вольта.

Внешнее электрич. поле изменяет высоту потенциального барьера и нарушает равновесие потоков носителей тока через него. Если положит, потенциал приложен к р-области, то внеш. поле направлено против контактного, т. е. потенциальный барьер понижается (прямое смещение). В этом случае с ростом приложенного напряжения экспоненциально возрастает число осн. носителей, способных преодолеть потенциальный барьер. Концентрация неосновных носителей по обе стороны Э.-д. п. увеличивается (инжекция неосновных носителей), одновременно в р- и и-области через контакты входят равные количества осн. 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 п-области (обратное смещение) приводит к повышению потенциального барьера. При этом диффузия осн. носителей через Э.-д. п. становится пренебрежимо малой.

В то же время потоки неосновных носителей не изменяются, поскольку для них барьера не существует. Потоки неосковных 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 h (ток насыщения), к-рый обычно мал и почти не зависит от приложенного напряжения. Т. о., зависимость тока I через Э.-д. п. or приложенного напряжения U (вольтам-перная 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 (вариатора).

При подаче на Э.-д. п. достаточно высокого обратного смещения U = Unp возникает электрич. пробой, при к-ром протекает большой обратный ток (рис. 2). Различают лавинный пробой, когда на длине свободного пробега в области объёмного заряда носитель приобретает энергию, достаточную для ионизации кристаллич. решётки, туннельный (зинеровский) пробой, возникающий при туннелирова-нии 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 кристаллич. 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 (наз. 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 к-рого 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 внеш. воздействиях - тепловых, механических, оптических и др На этом основаны различного рода датчики: темп-ры, давления, ионизирующих излучений и т. д. Э.-д. п. использу; ется 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 приборы - транзисторы, тиристоры и т. д. Инжекция и последующая рекомбинация неосновных носителей в Э.-д. п. используются в светоизлучающих диодах и инжекционных лазерах.

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, если ширина запрещённой зоны полупроводника меньше разности работ выхода полупроводника и металла; 4) приложением к поверхности полупроводника с электронной (дырочной) проводимостью достаточно большого отрицат. (положит.) потенциала, под действием к-рого у поверхности образуется область с дырочной (электродной) проводимостью (инверсный слой).

Если Э.-д. п. получают вплавлением примесей в монокристаллич. полупроводник (напр., акцепторной примеси в кристалл с проводимостью и-типа), то переход от п- к р-области происходит скачком (резкий Э.-д. п.). Если используется диф; фузия примесей, то образуется плавный Э.-д. п. Плавные Э.-д. п. можно получать также выращиванием монокристалла из расплава, в к-ром постепенно изменяют содержание и характер примесей. ПОЛУЧИЛ распространение метод ионного внедрения примесных атомов, позволяющий создавать Э.-д. п. заданного профиля. Лит.: С т и л ь б а н с Л. С., Физика полупроводников, М., 1967; П и к у с 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., К а л а ш н н к о в С. Г., Физика полупроводников, М., 1977. Э. М. Эпштеин.




Смотреть больше слов в «Большой советской энциклопедии»

ЭЛЕКТРОННОЕ ЗЕРКАЛО →← ЭЛЕКТРОННОДЫРОЧНАЯ ЖИДКОСТЬ

Смотреть что такое ЭЛЕКТРОННОДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД в других словарях:

ЭЛЕКТРОННОДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД

(p — n-переход)        область полупроводника, в которой имеет место пространственное изменение типа проводимости (от электронной n к дырочной p). Поск... смотреть

ЭЛЕКТРОННОДЫРОЧНЫЙ 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-... смотреть

ЭЛЕКТРОННОДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД

электро́нно-ды́рочный перехо́д (n – p – переход), переход между двумя частями полупроводника, одна из которых имеет электронную (n), а другая – дыро... смотреть

ЭЛЕКТРОННОДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД

Электро́нно-ды́рочный перехо́д (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 выше, чем в n - области, дырки изр - области стремятся перейти в n - область; точно так же электроны из n - области устремляются в р - область. В результате взаимной диффузии зарядов на границе между двумя частями полупроводника образуется двойной слой пространственного заряда - отрицательные заряды в р - области и положительные заряды в n- области. Возникающее при этом контактное электрическое поле по величине и направлению таково, что оно противодействует диффузии свободных носителей тока через переход. <p class="tab">Чтобы пройти через электронно-дырочный переход, основным носителям заряда (электронам в n - области и дыркам в р - области) приходится преодолевать контактное поле - потенциальный барьер. Если в р - области приложен положительный потенциал, то внешнее поле направлено против контактного, т. е. потенциальный барьер понижается и основные носители легче преодолевают барьер - через переход начинает протекать ток. И наоборот, положительный потенциал, приложенный к n - области, повышает потенциальный барьер - и переход для потока основных носителей заряда оказывается закрытым. Таким образом, ток через электронно-дырочный переход зависит от приложенного напряжения. На этом свойстве электронно-дырочного перехода основана работа полупроводниковых диодов (n - p - переход), транзисторов (n - p - n - переход), тиристоров (р - n - p - n - переход), фотодиодов и фототранзисторов, светодиодов и других полупроводниковых приборов.</p>... смотреть

ЭЛЕКТРОННОДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД

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 препятствует переходу электронов из n- в p-область, а дырок - в обратном направлении, что обеспечивает выпрямляющие свойства электронно-дырочного перехода. Является основой многих полупроводниковых приборов. <br>... смотреть

ЭЛЕКТРОННОДЫРОЧНЫЙ 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 препятствует переходу электронов из n- в p-область, а дырок - в обратном направлении, что обеспечивает выпрямляющие свойства электронно-дырочного перехода. Является основой многих полупроводниковых приборов.... смотреть

ЭЛЕКТРОННОДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД

electron-hole junction, p-n junction

ЭЛЕКТРОННОДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД

ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД, то же, что p-n-переход.

ЭЛЕКТРОННОДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД

ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД - то же, что p-n-переход.

ЭЛЕКТРОННОДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД

- то же, что р - n-переход.

ЭЛЕКТРОННОДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД

ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД , то же, что p-n-переход.

ЭЛЕКТРОННОДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД

ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД, то же, что p-n-переход.

ЭЛЕКТРОННОДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД

электронды-кемтікті өткел; Электронды-кемтіктік өту

ЭЛЕКТРОННОДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД

то же, что р - п-переход.

ЭЛЕКТРОННОДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД

- то же, что p-n-переход.

T: 452