ТВЕРДОТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Электроника
ТВЕРДОТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
Генератор сигналов специальной формы
Изучение статических характеристик
полевых транзисторов
Основные параметры полевого транзистора
Изучение оптоэлектронных приборов
оптопара (оптрон)
Вольтамперная характеристика
Классификация изделий микроэлектроники.
Эпитаксия
Нанесение тонких пленок.
Полевой транзистор с изолированным затвором
ФОТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ
Фоторезисторы

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЕЙ
Переходные процессы в линейных цепях первого порядка
Переходные процессы в RLC цепях.
Спектральное представление периодических процессов
Исследование характеристик линейных четырехполюсников
Аппаратно-программный комплекс PClab – 2000
Методика выполнения лабораторного практикума
в лаборатории электротехники
Исследование неразветвленной и разветвленной
электрических цепей постоянного тока
Исследование нелинейных цепей постоянного тока
Переходные процессы в электрических цепях

Вольтамперная характеристика идеальных выпрямляющих анизотипных гомопереходов аппроксимируется зависимостью вида:

,

где I0 – обратный ток, который не стремится к насыщению, а подчиняется степенной зависимости I0~│U│m. Коэффициент m при Т=300К может принимать значения в широком интервале m=0.7÷4 для несимметричных гетеропереходов. С уменьшением температуры растет . Коэффициент η≈2 для малых смещений . С ростом U η сначала увеличивается за счет рекомбинации в области перехода, а затем уменьшается. ВАХ выпрямляющего анизотипного гетероперехода приведена на рис.4.



Зонная диаграмма анизотипного выпрямляющего гетероперехода эмиттера электронов в состоянии термодинамического равновесия приведена на рис.5. Здесь Pp> Pn, ∆Wp<∆Wn и высота потенциального барьера для электронов меньше высоты потенциального барьера для дырок Ψn*<Ψp*, а разница высоты потенциальных барьеров ΔΨ вычисляется по формуле (1).

На рис.6. изображена зонная диаграмма омического гетероперехода в состоянии термодинамического равновесия. Этот контакт образуется между узкозонным полупроводником p-типа с меньшей термодинамической работой выхода и широкозонным полупроводником n-типа с большей термодинамической работой выхода: ∆Wp<∆Wn, Pp<Pn. В левой и правой частях рис.6 изображены зонные диаграммы до образования контакта. Поскольку термодинамическая работа выхода Pn из широкозонного полупроводника больше, чем из узкозонного Pp, то после образования контакта поток электронов будет направлен слева направо. В результате в плоскости контакта со стороны полупроводника n-типа образуется область обогащенная электронами, а со стороны полупроводника p-типа область обогащенная дырками. Такие контакты с обогащенной носителями заряда зоной вблизи металлургической границы являются хорошими проводниками при любой полярности источника питания.




В отличие от гомопереходов изотипные гетеропереходы могут быть выпрямляющими. На рис.7 показана зонная диаграмма выпрямляющего изотипного гетероперехода n-n+ в состоянии термодинамического равновесия у которого Pn>Pn+, а Wn<∆Wn+. При образовании такого контакта поток электронов будет направлен из широкозонного полупроводника в узкозонный. В результате зона проводимости широкозонного полупроводника изгибается вверх, а узкозоного вниз. В плоскости контакта образуется потенциальный барьер в форме пичка, подобный тому, который возникает в зоне проводимости анизотипного выпрямляющего гетероперехода эмиттера электронов (рис.4).

Для малых прямых смещений U<<φ0 ВАХ анизотипного n-n+ -гетероперехода можно представить в виде

.

Для прямых смещений ток растет примерно как , а в обратном (U<0) увеличивается линейно с ростом напряжения. Обратное напряжение пробоя за счет туннельного тока сквозь пичок обычно не превышает нескольких вольт. ВАХ выпрямляющего изотипного гетероперехода показана на рис.8.

Изотипные гетеропереходы работают на основных типах носителей. Это позволяет использовать их в качестве детекторов и смесителей в СВЧ диапазоне.



         На рис.9 показана зонная диаграмма выпрямляющего изотипного гетероперехода n-n+
в состоянии термодинамического равновесия у которого Pp+>Pp, а Wp+>∆Wp.


На рис.10 показана зонная диаграмма изотипного омического гетероперехода p+-p
в состоянии термодинамического равновесия у которого Pn<Pn+ Wn<∆Wn+.