212. Что такое р-n переход? Почему он обладает односторонней проводимостью?
p-n-Перехо́д или электронно-дырочный переход — область пространства на стыке двух полупроводников p- и n-типа, в которой происходит переход от одного типа проводимости к другому. p-n-Переход является основой для полупроводниковых диодов, триодов и других электронных элементов с нелинейной вольт-амперной характеристикой. Чтобы объяснить, почему в первом случае ток возникает, а во втором — тока нет, надо знать, что происходит внутри кристалла. Если диод включить в цепь так, чтобы полупроводник n-типа был соединен с отрицательным полюсом источника тока, полупроводник p-типа — с положительным полюсом того же источника, то электрическое поле этого источника тока ослабляет запирающее поле p—n-перехода. В результате дырки и электроны свободно переходят из одной области в другую, и по цепи проходит электрический ток. Если же изменить полярность, то электрическое поле источника тока усилит запирающее поле электронно-дырочного перехода, что препятствует диффузии электронов и дырок через р—n-переход. Ток в цепи прекращается. Таким образом, полупроводниковый кристалл с электронно-дырочным переходом обладает односторонней проводимостью.
213. Что такое термоЭдс? Чем она объясняется?
Между двумя различными металлическими проводниками в месте их соединения возникает контактная разность потенциалов, обусловленная различием работы выхода электронов из разных металлов, неодинаковой концентрацией электронов и давлением электронного газа. Разность потенциалов U, появляющаяся на концах разомкнутой электрической цепи, состоящей из двух различных проводников, контакты которых находятся при различных температурах (Т1 и Т2) называется термоэлектродвижущей силой (эффект Зеебека) U = lт ( Т2 — Т1 ),
где lт- относительная дифференциальная (удельная) термо — э.д.с.
Причины термо — э.д.с.: 1. температурная зависимость контактной разности потенциалов; 2. диффузия носителей заряда от горячих спаев к холодным; 3. увлечение электронов фононами (квантами тепловой энергии).
Почему р-n-переход обладает односторонней проводимостью?
Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.
решение вопроса
Связанных вопросов не найдено
Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.
- Все категории
- экономические 43,679
- гуманитарные 33,657
- юридические 17,917
- школьный раздел 612,713
- разное 16,911
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
- Обратная связь
- Правила сайта
Почему p n переход обладает односторонней проводимостью
2) P-N-переход. Эффект односторонней проводимости.
p-n-переход (n—negative — отрицательный, электронный, p—positive — положительный, дырочный), или электронно-дырочный переход — разновидность гомопереходов, Зоной p-n перехода называется область полупроводника, в которой имеет место пространственное изменение типа проводимости от электронной n к дырочной p.
Электронно-дырочный переход может быть создан различными путями:
1) в объёме одного и того же полупроводникового материала, легированного в одной части донорной примесью (n-область), а в другой — акцепторной (p-область);
2) на границе двух различных полупроводников с разными типами проводимости.
Если p-n-переход получают вплавлением примесей в монокристаллический полупроводник, то переход от n— к р-области происходит скачком (резкий переход). Если используется диффузия примесей, то образуется плавный переход.
Энергетическая диаграмма p-n-перехода. a) Состояние равновесия b) При приложенном прямом напряжении c) При приложенном обратном напряжении
При контакте двух областей n— и p— типа из-за градиента концентрации носителей заряда возникает диффузия последних в области с противоположным типом электропроводности. В p-области вблизи контакта после диффузии из неё дырок остаются нескомпенсированные ионизированные акцепторы (отрицательные неподвижные заряды), а в n-области — нескомпенсированные ионизированные доноры (положительные неподвижные заряды). Образуется область пространственного заряда (ОПЗ), состоящая из двух разноимённо заряженных слоёв. Между нескомпенсированными разноимёнными зарядами ионизированных примесей возникает электрическое поле, направленное от n-области к p-области и называемое диффузионным электрическим полем. Данное поле препятствует дальнейшей диффузии основных носителей через контакт — устанавливается равновесное состояние (при этом есть небольшой ток основных носителей из-за диффузии, и ток неосновных носителей под действием контактного поля, эти токи компенсируют друг друга). Между n— и p-областями при этом существует разность потенциалов, называемая контактной разностью потенциалов. Потенциал n-области положителен по отношению к потенциалу p-области. Обычно контактная разность потенциалов в данном случае составляет десятые доли вольта.
Внешнее электрическое поле изменяет высоту барьера и нарушает равновесие потоков носителей тока через барьер. Если положительный потенциал приложен к p-области, то потенциальный барьер понижается (прямое смещение), а ОПЗ сужается. В этом случае с ростом приложенного напряжения экспоненциально возрастает число основных носителей, способных преодолеть барьер. Как только эти носители миновали p — n-переход, они становятся неосновными. Поэтому концентрация неосновных носителей по обе стороны перехода увеличивается. Одновременно в p— и n-областях через контакты входят равные количества основных носителей, вызывающих компенсацию зарядов инжектированных носителей. В результате возрастает скорость рекомбинации и появляется отличный от нуля ток через переход, который с ростом напряжения экспоненциально возрастает.
Приложение отрицательного потенциала к p-области (обратное смещение) приводит к повышению потенциального барьера. Диффузия основных носителей через переход становится пренебрежимо малой. В то же время потоки неосновных носителей не изменяются (для них барьера не существует). Неосновные носители заряда втягиваются электрическим полем в p-n-переход и проходят через него в соседнюю область. Потоки неосновных носителей определяются скоростью тепловой генерации электронно-дырочных пар. Эти пары диффундируют к барьеру и разделяются его полем, в результате чего через p-n-переход течёт ток Is (ток насыщения), который обычно мал и почти не зависит от напряжения. Таким образом, вольтамперная характеристика p-n-перехода обладает резко выраженной нелинейностью. При изменении знака U значение тока через переход может изменяться в 105 — 106 раз. Благодаря этому p-n-переход может использоваться для выпрямления переменных токов (диод).
Образование и свойства р-n перехода
электронно-дырочный переход – это переходный слой между двумя областями полупроводника с разным типом проводимости.
При контакте полупроводников с разным типом проводимости происходит диффузия электронов.
Это приводит к возникновению запирающего слоя, препятствующего дальнейшей диффузии.
P-n- переход обладает односторонней проводимостью.
Движение электронов и дырок в режиме прямой проводимости
Если анод обладает положительным потенциалом по отношению к катоду, то диод становится открытым. То есть, ток проходит и имеет малое сопротивление диода.
Движение электронов и дырок в режиме обратной проводимости
Если же на катоде находится положительный потенциал, то значит диод не раскрыт, обладает большим сопротивлением и не пропускает электрический ток.
Пробой р – n перехода
при увеличении обратного напряжения, приложенного к p-n переходу может наступит электрический пробой перехода ( резкое увеличение обратного тока).
Электрический пробой обратим и может быть двух типов
лавинный и туннельный .
При увеличении токовой нагрузки возможен тепловой пробой, который не обратим и приводит к разрушению к p-n перехода.
Джон Амброз Флеминг
- «прибор для преобразования переменного тока в постоянный» — первая электронная лампа, открывшая век электроники.
- «Кошачий ус» отнесли к бесперспективной ветви технической эволюции и отправили умирать в архивы и технические музеи.
Гринлиф Виттер Пиккард
Контакт между тонким металлическим проводником и поверхностью некоторых кристаллических материалов (кремний, галенит, пирит и др.)
- Корпус элемента изготовлен из стекла, металла или керамических соединений.
- Внутри два электрода или нить малого диаметра.
- Внутри катода может находится особая проволока. Она обладает свойством нагреваться под воздействием электрического тока и называется «подогреватель»
Диод пассивный, нелинейный, полупроводниковый элемент с одним p-n переходом и двумя выводами, в котором используется вентильное свойство выпрямляющего электрического перехода.
Диод обладает односторонней проводимостью.
Если к диоду приложено прямое напряжение («А»- «+ ») , то диод открыт, то p-n переход имеет малое сопротивление.
Если к диоду приложено обратное напряжение («К»- «+ ») диод закрыт, то p-n переход обладает большим сопротивлением и не пропускает электрический ток.
- Диод не подчиняется закону Ома;
- схему, содержащую диоды нельзя заменить эквивалентной.
Маркировка полупроводниковых диодов
состоит из шести элементов
буква или цифра, указывает вид материала