Лентова диаграма на РР с донорен примес
Валентността на примеса е по-голяма от валентността на основния материал (Ge+ антимон). В този случай се появява свободен електрон, връзките са ковалентни. донорна добавка. Електропроводимостта е електронна, а РР е n-тип.
Eс е енергийното ниво на дъното на проводящата зона
Ev е енергийното ниво на върха на проводящата лента
Ed е енергийното ниво на донорния примес.
Зонкова диаграма на РР с акцепторни примеси
Валентността на примеса е по-малка от тази на основния материал (Ge+ In). В този случай индият "отнема" електрон от германия, за да образува кристална решетка. Имайте предвид, че индият, отстранен от електрона, свързва германий в ковалентна връзка и се образува дупка, това е положително зареден германий. Този вид примес се нарича акцептор. Електрическата проводимост е дупка, а PP е p-тип.
Eс е енергийното ниво на дъното на проводящата зона
Ev е енергийното ниво на върха на проводящата лента
Ea е енергийното ниво на акцепторния примес.
Концепцията за потенциала и нивото на Ферми за PP материали.
В теорията на PP взаимодействията и St-va зарядите се характеризират не със самата енергия, а с потенциала. Температурният потенциал се появява в изчисленията, където k е константата на Болцман; Т е абсолютната температура.
n*p = const при T=const и зависи от ширината на
обикновено се използва потенциалът на нивото на Ферми.
Nd е концентрацията на донорни примеси
ni е присъщата концентрация на заряди.
Na е концентрацията на акцепторни примеси
pi е присъщата концентрация на дупки
phi_p - електростатичен потенциал (в средата на PG)
Енергийното ниво зависи от концентрацията на примеси и присъщата концентрация.
Електрически преходи между два различни материала
Това е граничният слой между два регионаматериали, чиито физически характеристики са различни.
Преходите могат да бъдат pn-преходи (електрон-дупка); n+n-преходи (електронно-електронни, с различна концентрация); p+p (хетеропреходите имат различни BG ширини); p-i (проводимостта в едната зона е собствена, а в другата е примесна); n-i; p-i-n; метал-ПП.
Електрическите преходи се формират не чрез механично свързване, а чрез специални технологии
Електрически преходи между метал и PP.
Това е граничният слой между две области от материали, чиито физически характеристики са различни.
По време на образуването на прехода метал-PP възниква процесът на изравняване на нивото на Ферми поради факта, че потенциалните електрони преминават в областта на проводимостта, рекомбинират се с дупки там и образуват слой от положителни йони.
Процесът ще продължи, докато нивата на Ферми се изравнят и се установи динамично равновесие, полученият ток е nun.
Имайте предвид, че полученото електрическо поле предотвратява преминаването на главните заряди.
В PP в преходния регион концентрацията на дупки ще намалее и следователно този елемент има повишена устойчивост.
Две възможности за включване във веригата: директно и обратно.
1) Външното електрическо поле е насочено към вътрешното, бариерата отслабва, токът във веригата се увеличава.
2) Външното поле се сумира с вътрешното, бариерата се увеличава, след което пада.
В резултат на анализа на опита може да се установи, че в първия случай токът преминава свободно, а във втория токът няма да премине, т.е. е открита едностранна проводимост.
За практиката е особено важно, когато нивото на Ферми на метала е по-ниско от нивото на Ферми на p-тип RI или по-високо от n-тип RI. В този случай външният заряд се обогатява исъпротивлението намалява.
Процеси в p-n прехода.
Това е електронен преход на ПП с различен тип проводимост (ако концентрациите на заряда p и n са равни, тогава преходът е симетричен).
С оглед на факта, че концентрацията на дупки е по-голяма, дупките преминават от n към p областта се рекомбинират и създават повишена концентрация на положителни заряди в близката до границата област. По време на прехода електроните се рекомбинират с дупки, създавайки повишена концентрация на отрицателни заряди.
В резултат на това на интерфейса в областта n се образува система от 2 заряда - система от положителни заряди, а в областта p - система от отрицателни заряди.
Областта на образуваните заряди се нарича област на pn-преход. В тази област концентрацията на основните носители на заряд е намалена, следователно съпротивлението в pn областта е по-високо, отколкото в други региони. Полученият ток е нула.
Полето, създадено в областта на pn прехода, предотвратява преминаването на основните заряди и не възпрепятства преминаването на други заряди.
Uk е контактната потенциална разлика. Приема се: Ge – Uk=(0,32-0,4) V; Si – Uk=0,7 B.