Question

Почему запирающий слой не проводит электрический ток?

Answer 1

Объяснение:

При обратном включении к р-области подсоединен “-” источника, а к n-области – “+” источника. Направление поля, которое создается источником внешнего напряжения, совпадает с направлением поля p-n–перехода. Поля складываются и потенциальный барьер между p- и n- областями увеличивается. Диффузионный ток уменьшается и увеличивается дрейфовый ток. Полный ток p-n–перехода определяется только дрейфовым током, т.е. током неосновных носителей заряда. Этот ток называется обратным. Т.о. p-n–переход, включенный в прямом направлении пропускает электрический ток, а включенный в обратном направлении – не пропускает. P-N-переход при обратном напряжении Uобр аналогичен конденсатору со значительным током утечки в диэлектрике. Запирающий слой имеет высокое сопротивление и играет роль диэлектрика, а по обе его стороны расположены два разноименных объемных заряда +Qобр и –Qобр., созданные ионизированными атомами донорной и акцепторной примеси. Поэтому р-n-переход обладает емкостью, подобной конденсатору с двумя обкладками. Эту емкость называют барьерной емкостью. Барьерная емкость, как и емкость обычных конденсаторов, возрастает при увеличении площади р-n–перехода, диэлектрической проницаемости полупроводника и уменьшении толщины запирающего слоя. Особенность барьерной емкости состоит в том, что она нелинейная, т. е. изменяется при изменении напряжения на переходе. Если обратное напряжение возрастает, то толщина запирающего слоя увеличивается и емкость Сб, уменьшается. Характер этой зависимости показывает график на рисунке. Как видно, под влиянием напряжения Uобр емкость Сб изменяется в несколько раз. Зависимость полного тока p-n–перехода от приложенного внешнего напряжения называется статической вольт – амперной характеристикой перехода. При достижении обратным напряжением критического значения Uпр обратный ток резко возрастает. Этот режим называется пробоем p-n–перехода. С практической точки зрения можно выделить два вида пробоя: 1)электрический пробой – он не опасен для p-n–перехода: при отключении источника обратного напряжения вентильные свойства перехода полностью восстанавливаются; 2)тепловой пробой – он может привести к разрушению кристалла и является аварийным режимом. Электрический пробой вызван чрезмерным вырастанием напряженности электрического поля в переходе. Обратный ток вырастает, т.к. электрическое поле большой напряженности вырывает ее из ковалентных связей, и это приводит к увеличению концентрации носителей заряда в переходе. Тепловой пробой вызван нагревом перехода и сопровождается резким увеличением термогенерации носителей заряда в области перехода. Одним из важных параметров полупроводниковых приборов с электронно-дырочными переходами является допустимое обратное напряжение Uобр.max, при котором сохраняется свойство односторонней электропроводности.