Електрон-дупка преход 1
1.14. Електрон-дупка преход. транзистор
В днешната електронна технология полупроводникови устройства играят решаваща роля. През последните три десетилетия, те са почти напълно заменя други електронни устройства.
Във всеки полупроводникови устройства, има един или повече електрони дупки преходи. А PN възел (или п - р възел) - е площта на контакт между две полупроводници с различни видове проводимост.
полупроводника N-тип основните носители безплатно зареждане са електрони; концентрацията им е значително по-висока от концентрацията на дупки (п п п >> р). полупроводника на р-тип са отвори главния nosityalemi (п р >> п п). При контакт на два полупроводникови н - и р-видове на процеса на дифузия започва, дупките на р-област се движи в п домейн и електрони, а напротив, от п-регион в р -domain. В резултат на това в п-регион близо до зоната на контакт намалява концентрацията на електрони и положително заредена слой се случи. Регионът на р тип, концентрацията на дупка намалява и има отрицателно зареден слой. По този начин, електрически двоен слой се образува, чиято област възпрепятства процеса на дифузия на електрони и дупки в противоположни посоки (фиг. 1.14.1) на границата на полупроводници. Гранична точка област полупроводници с различни видове проводимост (т.нар бариерен слой) обикновено достига дебелина от порядъка на десетки или стотици interatomic разстояния. Обем такси на този слой се прилага между р - и п -domains блокиране напрежение U S. приблизително равна на 0,35 V за германий п - р възли и 0,6 V за силиций.
п - р кръстовище притежава изненадващо едностранно провеждане собственост.
Образуването на бариерния слой при контакт полупроводникови р - и н-видове
Ако полупроводника с п - р възел е свързан към захранването, така че положителния полюс на източника свързан п -domain и отрицателен - с р -domain напрегнатостта на полето в слой увеличава бариера. Отворите в р-регион и електроните в тип регион п ще бъде изместен от п - р възел, което води до повишаване на концентрацията на малцинствените носители в бариерния слой. Токът през ри - стр кръстовище е почти не излиза. Напрежение прилага до п на - р възел в този случай се нарича обратна. Много малко обратен ток се дължи само характерните полупроводникови материали, т.е.. Е. присъствието на малко концентрация на свободни електрони в тип регион р и отворите в п-регион.
Ако п - р възел е свързан към източник, така че положителния полюс на източника е свързан към р -domain и отрицателен с п -domain, електрическото поле в блокиращ слой ще намалее, което улеснява преминаването на мнозинството носители чрез контактната лепенка. Отворите на р-регион и електроните от п-регион, движещи се един към друг, се пресичат п - р възел, създаване на ток в посока напред. В настоящата сила през п - р кръстовище в този случай ще се увеличи с увеличаване на източник на напрежение.
Способност п - р възел поведение ток по същество само в една посока се използва в устройства, наречени полупроводникови диоди. Полупроводникови диоди, направени от силиций или германий кристали. В тяхното производство на кристал С всеки тип проводимост примес се втвърдява само осигурява различен тип проводимост.
Полупроводникови диоди се използват в токоизправители за конвертиране на AC DC да. Типичен волт-амперна характеристика на силициев диод е показано на фиг. 1.14.2.
характеристика на ток напрежение на силициев диод. Графиката използват различни скали за положителните и отрицателните напрежения
Полупроводникови диоди имат много предимства пред вакуум - малки размери, дълъг живот, механична якост. Значителен недостатък на полупроводникови диоди е тяхната зависимост от температурните параметри. Силиконовата диоди, например, могат да работят задоволително само в рамките на приемане температура лента от -70 ° С до 80 ° С В германиеви диоди диапазон на работната температура е малко по-широк.
Полупроводникови устройства с не една, а две п - р възли, наречени транзистори. Името идва от комбинация от английските думи: превод - трансфер и резистор - устойчивост. Обикновено, за да се създаде транзистори използват германий и силиций. Транзистори са в два типа: р - н - р -tranzistory и п - р - н -tranzistory. Например, германий транзистор р - п - р-тип е малка плоча с донорен примес германий, т.е., на п-тип полупроводникови ... две области с акцептор примес създаден в този запис, т.е.. д. площта на р-тип (Фиг. 1.14.3). Транзистор п - р - п-тип германий основната плоча има р-тип проводимост, и от две полета върху него - (. Фиг 1.14.4) п-тип проводимост.
Транзистор нарича основна плоча (В), един от регионите на противоположния тип проводимост - колектора (К), а вторият - емитер (Е). Обикновено обемът на резервоара е по-голям от обема на излъчвателя. Легендата в Схеми стрелка показва посоката на тока емитер през транзистора.
Структурата на транзистор р - п - р