Навигация
Расчет толщины слоя объемного заряда
15287
знаков
2
таблицы
0
изображений
3. Расчет толщины слоя объемного заряда
Для определения вида функции j (x), характеризующей изменение потенциальной энергии электрона при переходе его из n- в p-область (или дырки при переходе ее из p- в n-область), воспользуемся уравнением Пуассона
=
r (x), (3.1)
в котором r (x) представляет собой объемную плотность зарядов, создающих поле. Будем полагать, что донорные и акцепторные уровни ионизированы полностью и слой d
покинули практически все электроны, а слой d
– все дырки. Тогда для области n (x>0) r (x) » qN
»q n
, для области p (x<0) ) r
(x) » - qN
» -qp
. Подставляя это в (3.1), получаем
= N для x>0,
(3.2)
= N для x<0.
(3.3)
Так как на расстояниях x£dи x ³- d
контактное поле в полупроводнике отсутствует, то граничными условиями для этих уравнений являются :
j (x) ½
=0,
j (x) ½
=j
; (3.4)
½
=0, ½
=0. (3.5)
Решение уравнений (3.2) и (3.3) с граничными условиями (3.4) и (3.5) приводит к следующим результатам:
j=
N(d- x)
для 0<x< d, (3.6)
j=j - N(d
+ x) для - d<x<0,
(3.7)
d=
=
, (3.8)
d/d
=N/N, (3.9)
Из уравнений (3.6) и (3.7) видно, что высота потенциального барьера j (x) является квадратичной функцией координаты x. Толщина слоя объемного заряда согласно (3.8) тем больше, чем ниже концентрация основных носителей, равная концентрации легирующей примеси. При этом глубина проникновения контактного поля больше в ту область полупроводника, которая легирована слабее. При N<<N, например, практически весь слой локализуется в n-области:
d » d=
=
. (3.10)
Произведенный расчет толщины слоя объемного заряда относится к резкому p–n-переходу, в котором концентрация примесей меняется скачкообразно. Рассчитаем толщину слоя объемного заряда резкого p–n-перехода при 300 К.
d==
=
=
=5,26
10
(см)
Похожие работы
... облети присоединяют положительный полюс источника, p-n переход пропускают только малый ток неосновных носителей. Лишь при очень большом напряжении сила тока резко возрастает, что обусловлено электрическим пробоем перехода(обратное направление, левая ветвь ВАХ). При включении в цепь переменного тока p-n переходы действуют как выпрямители. Устройство в цепь пременного тока p-n переход, называется ...
... несколько сложнее, но, в любом случае наличие сборок предопределяет скачки. Практически в процессе естественной эволюции извержения на каждом ее этапе преобладает изменение лишь одного или двух параметров, и поведение системы может быть описано простой сборкой. Физический механизм катастрофического скачка заключается в следующем. Рост расхода приводит к росту скорости потока на всем протяжении ...
... его сопротивления и, таким образом, ток, протекающий через канал, порождает условия, при которых происходит ограничение его возрастания. Механизм насыщения скорости дрейфа позволяет получить совпадение теории и эксперимента; дело в том, что почти все падение напряжения сосредоточено в самой узкой части канала (верхней его части - горловине). В результате в этой области напряженность поля ...
... токи: , Наличие этих градиентов в p-n-переходе обуславливает существенное отличие его электрофизических свойств от свойств, прилегающих к нему p- и n-областей. Энергетическая диаграмма электронно-дырочного перехода. Энергетические диаграммы уединенных p- и n-областей полупроводника показаны на рисунке. В p-области уровень Ферми WFpсмещен в сторону валентной зоны, а в n-области уровень Ферми ...
0 комментариев