Характеристические сопротивления идеализированного перехода.

е^—дырочный переход как нелинейный элемент характеризуется диф.сопротивлением и сопротивлением постоянного тока.

При увеличении U_обр; r_диф→∞.

r_дифиспользуется для расчетов на малом переменном сигнале.

Сопротивление постоянного тока: ;

В нулевой точке одинаковы. В области обратного напряжения

ВАХ реального электронно-дырочного перехода

Прямая ветвь реального перехода

Некоторые осн. носители (e из n-области) вошедшие в обедненный слой не имеют достаточной энергии для преодоления пот. барьера. Они могут быть захвачены реком. ловушкой и рекомбинировать с дырками пришедшими из другой области.

При приложении Uпр пот. барьер понижается, что увеличивает концентрацию этих носителей в переходе, в результате рекомбинация усиливается. Вследствие такого движения возникает дополнительный прямой ток, называемый током рекомбинации.

Полный прямой ток складывается из тока инжекции и тока рекомбинации  в реальном пр. ток больше чем в идеализированном. Отношение тока инжекции к рекомбинирующему току зависит от ширины запрещенной зоны. В п/п с шириной з.з (Si) инжекция затруднена, поэтому Iпр (при малых U) будет определяться током рекомбинации, а при увеличении напряжения ток инжекции превысит ток рекомбинации. В идеализированном переходе сопротивление базы = 0 в

реальных это сопротивление составляет 10… 100 Ом.

Определим Iв на котором exp в линейную

Омический участок – большая часть ВАХ

При высоких уровнях инжекции наблюдается эффект модуляции Rб т.е. уменьшение сопротивления в 2 раза связанное с увеличением концентрации носителей в базе. -факторы неидеальности определяемые по реальным характеристикам.

Обратная ветвь ВАХ реального перехода

Генерация носителей в переходе

В реальных переходах происходит генерации e и дырок вследствие влияния температур. Возникновение eдвиж в n-область, дырки в p-область. Дрейфовое движение создает ток генерации. Число носителей в единице объема в единицу времени называется скоростью генерации где тау–время жизни в обедненном слое.  если умножим на [S*l(U)] получим полное число носителей.

Следовательно Iобр реального перехода больше идеализированного

Ig увеличивается при увеличении Uобр

Доля токов в полной генрации тем больше чем больше ширина з.з. и чем ниже температура. В Si переходах Ig является основным компонентом Iобр и при комнатной температуре.

При 100 С тепловой ток будет преобладать. В Ge переходах

Токи утечки

Реальный переход имеет участки выходящие на поверхность кристалла. На поверхности в след. поверхностных энергетических уровней, молекулярных и ионных пленок могут образоваться токопроводящие каналы по которым протекает ток утечки.

Iут может превысить Iо и Ig. Зависимость от температуры слабая. Для устранения Iут на микросхемах поверхность покрывают оксидной пленкой.

29)Туннельный эффект в p-n переходе. Энергетические диаграммы в равновесном состоянии и при обратном смещении. 30 Энергетические диаграммы туннелього эффекта при прямом смещении. И ВАХ посторойте еще, пожалуйста, молодой человек.

Туннельный эффект в p-n-переходaх. В р-n-nереходах полученных путем контакта высоколегированных р- n-областей концентрация примесных атомов в которых достигает 10¹⁸-10²⁰ см^-1(концентрация основных носителей много больше эффективной плотности со в разрешенных зонах), воз новые физические явления. при таких концентрациях ширина потенциального барьера становится сравнимой с длиной(6.13) волны де Бройля, которая при t-300 к примерно равна 10^-8м. Уменьшение ширины барьера приводит к увеличению напряженности электрического поля в нем и увеличению вероятности Туннельных переходов электронов и дырок через потенциальный барьер. сущность туннельного эффекта заключается в том, что частица, имеющая кинетическую энергию меньшую, чем высота потенциального барьера, может при определенных условиях преодолеть его потери энергии, если по обе стороны барьера имеются одинаковые энергетические уровни. Туннельный эффект это явление квантовoй природы; он интерпретируется на основе принципа неопределенности Гейзенберга: величины. характеризующие физическую сисму, не могут одновременно принимать точные значения,

А) равновесное состояние

Б) обратное смещение

В)прямое смещение(небольшое)

Г)прямое смещение(значительное)

31. Явление ударной ионизации. Лавинный пробой p-n перехода.

В основе лавинного пробоя лежит «размножение» носителей в сильном электрическом поле, действующем в области перехода. Электрон и дырка, ускоренные полем на длине свободного пробега, могут разорвать одну из ковалентных связей нейтрального атома п/п. В результате рождается новая пара электрон – дырка и процесс повторяется уже с участием новых носителей. Обратный ток при этом возрастает. При достаточно большой напряженности поля, когда исходная пара носителей в среднем порождает более одной новый пары, ионизация приобретает лавинный характер.

Ход ВАХ в области «размножения» вплоть до пробоя описывается полуэмпирической формулой

Где М – коэффициент ударной ионизации