Вольтамперная характеристика

Из графиков видно, что в германиевых диодах с ростом температуры Uобр = Uпроб уменьшается, а у кремниевых диодов возрастает. Значение обратного тока возрастает примерно в 2 раза на каждые 100С у диодов сделанных на базе германия. Если изменить температуру с 200С до 700С, то ток обратный возрастает в 32 раза. У кремниевых диодов ток увеличивается примерно в 3 раза.

3. Физические процессы в контактах ПП с различной шириной запрещенной зоны (гетеропереходы), металл - ПП

Особенность квантоворазмерных структур: фотопроводимость, фотогальванический эффект, эффект Холла. Контакты ПП - металл. Структура и свойства контактов металл-полупроводник зависят в первую очередь от взаимного расположения уровней Ферми в том и другом слое. На рисунке 5.10 вверху показаны зонные диаграммы разделенных слоев, а внизу - зонные диаграммы соответствующих контактов (после «соприкосновения» слоев и установления равновесия).

а - контакт с полупроводником р-типа; б - контакт с полупроводником n-типа

Рисунок 5.18 - Зонные диаграммы выпрямляющих контактов металла с полупроводником

Выпрямляющие контакты.

На рисунке 5.18,а показаны зонные диаграммы для случая, когда φFm > φFp. Такое соотношение означает, что заполненность зоны проводимости в полупроводнике меньше, чем заполненность такого же энергетического участка в металле. Поэтому после «соприкосновения» слоев часть электронов перейдет из металла в полупроводник р-типа. Появление дополнительных электронов в приповерхностном слое полупроводника приводит к усиленной рекомбинации. В результате уменьшается количество основных носителей - дырок, и вблизи границы с металлом «обнажаются» некомпенсированные отрицательные ионы акцепторов. Появляется электрическое поле, которое препятствует дальнейшему притоку электронов и обеспечивает больцмановское равновесие в области контакта. Энергетические уровни оказываются искривленными «вниз».

На рисунке 5.18, б показаны зонные диаграммы для случая φFm < φFn, когда после соприкосновения слоев электроны переходят из полупроводника n-типа в металл. Соответственно вблизи границы с металлом «обнажаются» некомпенсированные положительные ионы доноров, а зоны искривляются «вверх».

Область искривления зон (т.е. область объемных зарядов) в обоих случаях имеет протяженность, обычно до-0,2 мкм.

Контакты такого рода в настоящее время создаются напылением металла на полупроводник в вакууме.

Обмен электронами между металлом и полупроводником обычно характеризуют не разностью «исходных» уровней Ферми, а разностью работ выхода. Работой выхода электрона из твердого тела называют энергию, необходимую для вылета за пределы кристалла (т.е. для термоэмиссии). На зонных диаграммах работа выхода есть энергетическое «расстояние» между уровнем свободного электрона вне твердого тела и уровнем Ферми. На рисунке 5.18 работы выхода из металла и из полупроводника обозначены соответственно через φM и φS. Разность работ выхода φMS = φM - φS выраженную в вольтах, называют контактной разностью потенциалов.

В зависимости от соотношения работ выхода φM и φS электроны переходят в тот или иной слой. Если φM < φS (т.е. φMS < 0), то электроны переходят из металла в полупроводник (рисунок 5.18, а), если же φM > φS (т.е. φMS > 0), то электроны переходят из полупроводника в металл (рисунок 5.18, б).

Степень искривления энергетических зон вблизи поверхности (рисунок 5.18) характеризуется величиной равновесного поверхностного потенциала φS0. Если пренебречь ролью поверхностных состояний, то величина φS0 будет равна контактной разности потенциалов φMS.

Интересное из раздела

Проект макета на основе PIC контроллера
Сегодняшний день развития вычислительной техники характеризуется бурным развитием сетевых технологий. При этом, основной упор делается на технологии, позволяющи ...

Цифровой показатель уровня топлива
Топливомер - прибор, измеряющий объемное или весовое количество топлива или масла в баках. Как правило, непосредственное измерение количества топлива крайне затруднено, п ...

Блок горизонтального отклонения электронно-лучевого осциллографа
Проектирование блока горизонтального отклонения электронно-лучевого индикатора предусматривает расчет следующих функциональных блоков схемы: ü Гене ...