tranziție electron-gol 1

1.14. tranziție electron-gol. tranzistor

În tehnologia electronică de astăzi dispozitive semiconductoare joacă un rol crucial. Pe parcursul ultimelor trei decenii, ele sunt înlocuite aproape complet alte dispozitive electronice.

În orice dispozitiv semiconductor are una sau mai multe tranziții electron-gol. O joncțiune pn (sau n - p joncțiunii) - este zona de contact între cele două semiconductori cu diferite tipuri de conductivitate.

-Tip n semiconductor principalii purtatori de sarcina sunt electroni; concentrația lor este semnificativ mai mare decât concentrația de găuri (n n n >> p). De tip p semiconductor sunt găuri nosityalemi principale (n p >> n n). La contactul dintre cele două semiconductoare n - și p-tipuri procesului de difuzie începe, găurile din p-regiune se deplasează într-un domeniu n și electroni, dimpotrivă, din n-regiune în p -domain. Ca rezultat, în n-regiune în apropierea zonei de contact scade concentrația de electroni și a stratului încărcat pozitiv apare. Regiunea p tip, concentrația gaura scade, și există un strat încărcat negativ. Astfel, stratul dublu electric se formează, al cărui câmp împiedică procesul de difuzie a electronilor și găuri în direcții opuse (fig. 1.14.1) la limita semiconductoarelor. secțiunea Border regiune semiconductor cu diferite tipuri de conductivitate (așa-numitul strat de barieră) ajunge, de obicei, o grosime de ordinul a zeci sau sute de distantele interatomice. taxele de volum ale acestui strat este aplicat între p - și n -domains tensiune de blocare U s. aproximativ egală cu 0,35 V pentru germaniul n - p intersecții și 0,6 V pentru siliciu.

n - p joncțiunii posedă proprietăți surprinzătoare conducție unilaterală.

Formarea stratului barieră la contactul semiconductor p - și n-tipuri

Dacă semiconductorul cu n - p joncțiune este conectat la sursa de alimentare, astfel încât polul pozitiv al sursei conectate la n -domain și negativ - cu p -domain, intensitatea câmpului electromagnetic în crește stratul de barieră. Găurile din p-regiune și electronii din regiunea de tip n va fi deplasat cu n - p joncțiune, crescând astfel concentrația purtătorilor minoritari în stratul de barieră. Curentul prin n - joncțiunea p este aproape nu merge. Tensiunea aplicată la n - joncțiunii p, în acest caz, se numește invers. Foarte putin curent invers se datorează numai materialelor semiconductoare intrinseci, adică. E. Prezența unei concentrații mici de electroni liberi în regiune de tip p și găurile din n-regiune.

Dacă n - p joncțiune este conectat la sursa, astfel încât polul pozitiv al sursei a fost conectată la p -domain și negativ cu n -domain, câmpul electric din stratul de blocare va scădea, ceea ce facilitează tranziția purtătorilor majoritari prin stratul de contact. Găurile din p-regiune și electronii din n-regiune, se deplasează unul către celălalt, se intersectează n - p joncțiune, creând un curent în direcția înainte. Puterea actuală prin n - p joncțiune în acest caz, va crește odată cu creșterea sursei de tensiune.

Abilitatea de n - p joncțiune comportamentul curent substanțial numai într-o singură direcție este utilizată în dispozitive numite diode semiconductoare. diode semiconductoare realizate din cristale de siliciu sau din germaniu. In fabricarea lor cristalul c orice tip de conductivitate impuritate este durificat numai prin furnizarea unui alt tip de conductivitate.

diode semiconductoare sunt utilizate în redresoare pentru conversia AC DC. O caracteristică tipică curent-tensiune a unei diode de siliciu este prezentat în Fig. 1.14.2.

Caracteristica curent-tensiune a unei diode de siliciu. Graficul folosit scale diferite pentru tensiuni pozitive și negative

diode semiconductoare au multe avantaje față de vid - dimensiuni mici, viață lungă, rezistență mecanică. Un dezavantaj semnificativ al diodelor semiconductoare este dependența lor de parametrii de temperatură. diode de siliciu, de exemplu, poate funcționa în mod satisfăcător numai într-o recepție banda de temperatură de la -70 ° C până la 80 ° C În diode germaniului intervalul de temperatură de funcționare este ceva mai largă.

Dispozitive cu semiconductoare cu nu una, ci două n - p intersecții numite tranzistori. Numele provine dintr-o combinație de cuvinte în limba engleză: prin transfer - transfer și rezistor - rezistență. De obicei, pentru a crea tranzistori folosind germaniu și siliciu. Tranzistori vin în două tipuri: p - n - p -tranzistory și n - p - n -tranzistory. De exemplu, germaniu tranzistor p - n - p-tip este o placă mică cu o impuritate donor germaniu, adică, de tip n semiconductor ... două zone cu o impuritate acceptoare creată în această înregistrare, adică. e. aria de tip p (Fig. 1.14.3). Tranzistorul n - p - n tip placă principală de germaniu are de tip p conductivitate, și prin două câmpuri pe ea - (. Figura 1.14.4) n-tip de conductivitate.

Tranzistorul numit placă de bază (B), una dintre regiunile de tip conductivitate opusă - colector (K), iar al doilea - emițător (E). De obicei, volumul rezervorului este mai mare decât volumul de emițător. Legenda în Schemele săgeată indică direcția curentului prin emitor a tranzistorului.

Structura tranzistor de p - n - p