Узнай об автоматике все - читай kip-help.narod.ru

Хочешь узнать ответ

на свой вопрос?

Напиши в редакцию!

Теория и практика

электроники

Очевидно, что в левой части ток могут переносить только электроны, т.к. там нет свободных "дырок". Так же очевидно, что в правой части ток могут переносить только "дырки", т.к. там нет свободных электронов. Но как ток переходит границу? Для того, чтобы понять как это происходит, давайте попробуем проследить путь электрона:

Попадая в область p-n перехода, куда также попадают и дырки из p-области, он захватывается какой-нибудь вакансией ("дыркой"). Атом с "дыркой", захватив электрон становится нейтральным - этот процесс называется рекомбинация. Соседний атом, имеющий вакансию, может захватить электрон у этого атома. При этом создастся впечатление, как будто "дырка" переместилась справа налево, но на самом деле это наш электрон переместился слева направо. Дальше он двигается в p-области от атома к атому слева направо, заполняя "дырки" справа и порождая новые слева. Т.е. на границе перенос заряда произошел путем рекомбинации электрона и "дырки". Очевидно, что чем больше рекомбинаций в единицу времени происходит на границе - тем больше заряда переносится из n- в p-область, тем больше ток. Т.е. рекомбинация - это и есть механизм переноса заряда через область p-n перехода. 

Рассмотрим, какова величина области рекомбинации и от чего она зависит. Для этого рассмотрим процессы, происходящие в приграничных n- и p-областях.

1) Внешние воздействия отсутствуют.

Т.к. концентрация электронов в левой части выше, чем в правой, то часть электронов будет диффундировать слева направо. Т.к. концентрация "дырок" в правой части выше, чем в левой, то часть "дырок" будет диффундировать справа налево. Вследствии этого в приграничной области слева будет накапливаться нескомпенсированный положительный заряд, а в приграничной области справа - нескомпенсированный отрицательный заряд. Эти области создают область объемного заряда (ООЗ). В этой области (где одновременно есть и электроны и "дырки") во-первых будет происходить рекомбинация электронов и "дырок", и во-вторых нескомпенсированные заряды будут создавать электрическое поле, которое будет выталкивать свободные электроны из ООЗ в левую часть, а "дырки" - в правую. Это  поле не будет препятствовать проникновению в ООЗ свободных зарядов из глубины n- и p-областей к границе, т.к. напряженность поля на границе ООЗ стремится к нулю, но попав в эту область - свободные заряды будут замедляться и выталкиваться из нее. Равновесие установится - когда число зарядов, попадающих в ООЗ вследствии диффузии, будет равно числу зарядов, выталкиваемых из ООЗ под действием возникшего "тормозящего" электрического поля.

2)Обратное включение

Если приложить к n-области напряжение со знаком плюс, а к p-области - напряжение со знаком минус - то внешнее электрическое поле будет замедлять электроны и "дырки", идущие к границе областей, свободные электроны будут оттягиваться от границы в глубину n-области (к плюсу), а дырки будут оттягиваться от границы в глубину p-области (к минусу) - количество и глубина проникновения электронов в p-область, а "дырок" в n-область - уменьшится.  Т.е. уменьшится ширина зоны рекомбинации (ООЗ). Одновременно уменьшится и "тормозящее" поле, возникающее в p-n переходе. Как только электрическое поле вырастет настолько, что ни один электрон слева и ни одна "дырка" справа не сможет подойти к границе - рекомбинация прекратится и ток перестанет течь. (Небольшой обратный ток будет обеспечиваться неосновными носителями заряда).

3) Прямое включение

Если приложить к n-области напряжение со знаком минус, а к p-области - напряжение со знаком плюс - то внешнее электрическое поле будет ускорять электроны и "дырки", идущие к границе областей, как следствие - увеличится ширина зоны рекомбинации и число подводимых в эту зону зарядов в единицу времени. Увеличится сила электрического тока. Одновременно увеличится и "тормозящее" поле, возникающее в p-n переходе.

Т.е. p-n переход хорошо проводит ток при прямом включении и очень плохо - при обратном. На этом свойстве p-n перехода основана работа выпрямляющих диодов.

Теория информации

и автоматического

управления

Метрология

Программирование

Заметки инженера

 Решебник

Как самому сделать ИК-пульт?

Как работает протокол RC-5?

Это и многое другое ты узнаешь на сайте

radiohlam.ru

О сайте

Решим для вас задачи по математике, физике, тау, программированию...

Совершенно бесплатно. Подробности в разделе Решебник

© 2007 Материалы сайта охраняются законом об авторском праве