Неосновными носителями

основными, а дырки - неосновными носителями заряда. Для полупроводника р-типа основными носителями заряда служат дырки, а неосновными — электроны. В дальнейшем эти заряды будем называть сокращенно основными и неосновными носителями. Концентрация основных носителей, т. е. их число в 1 см3, обычно значительно превышает концентрацию неосновных носителей.

основными, а дырки - неосновными носителями заряда. Для полупроводника р-типа основными носителями заряда служат дырки, а неосновными — электроны. В дальнейшем эти заряды будем называть сокращенно основными и неосновными носителями. Концентрация основных носителей, т. е. их число в 1 см3, обычно значительно превышает концентрацию неосновных носителей.

основными, а дырки - неосновными носителями заряда. Для полупроводника р-типа основными носителями заряда служат дырки, а неосновными - электроны. В дальнейшем эти заряды будем называть сокращенно основными и неосновными носителями. Концентрация основных носителей, т. е. их число в 1 см3, обычно значительно превышает концентрацию неосновных носителей.

В отличие от полупроводников с донорной примесью у полупроводников р — типа основными носителями заряда являются дырки, а неосновными электроны.

Донорными примесями для кремния обычно являются фосфор или сурьма — элементы V группы. У этих элементов атомы имеют по пять валентных электронов, четыре из которых образуют ковалентные связи с четырьмя соседними атомами кристалла полупроводника, а пятые электроны, являясь свободными, добавляются в кристалл. Такой примесный полупроводник называют электронным или полупроводником ЛГ-типа. Основными носителями зарядов в нем являются электроны, а неосновными — дырки, имеющиеся в обычных условиях в значительно меньшем количестве.

Акцепторными примесями для кремния являются обычно алюминий, бор и галлий - элементы III группы периодической системы, атомы которых имеют три валентных электрона. Каждому атому примеси недостает одного электрона для образования ковалентных связей с четырьмя соседними атомами полупроводника. Этот электрон захватывается у одного из атомов, в котором образуется дырка. Такой примесный полупроводник называют дырочным или полупроводником Р-типа. Основными носителями зарядов в нем являются дырки, как примесные, так и собственные, а неосновными — электроны, заполняющие эти дырки.

При введении в кремний или германий примесей III группы (алюминия, бора или индия), называемых акцепторными, в кристаллической решетке ( 1.1, в) в месте расположения атома примеси появляется дополнительный энергетический уровень, расположенный вблизи валентной зоны и незаполненный при температуре абсолютного нуля. За счет прихода электрона от соседнего атома основного вещества (например, при нагреве до комнатной температуры) образуется отрицательный ион примеси, а на месте оборванной связи положительный заряд — дырка. Локальные энергетические уровни примесей расположены теперь около валентной зоны и легко берут на себя электроны из этой зоны, приводя к образованию дырок. Основными носителями при этом становятся дырки, неосновными — электроны. Избыточный заряд дырок уравновешивается зарядом отрицательных ионов, при этом сохраняется электрическая нейтральность полупроводника. Полупроводник с акцепторной примесью называется полупроводником р-типа. Для р-полупроводника

начинают проявлять себя при уходе дырок из микрообъема. Следовательно, число дырок в полупроводнике при наличии трехвалентной примеси превышает число электронов. Такой полупроводник обладает дырочной электропроводностью, или электропроводностью р-типа (полупроводник р-типа). Примесь, введение которой обусловливает образование дырок в валентной зоне, называют акцепторной. В полупроводнике р-типа основными носителями заряда являются дырки, а неосновными -электроны.

В таком полупроводнике основными носителями заряда будут дырки, а неосновными — электроны.

Донорными примесями для кремния обычно являются фосфор или сурьма — элементы V группы. У этих элементов атомы имеют по пять валентных электронов, четыре из которых образуют ковалентные связи с четырьмя соседними атомами кристалла полупроводника, а пятые электроны, являясь свободными, добавляются, в кристалл. Такой примесный полупроводник называют электронным или полупроводником п-типа. Основными носителями зарядов в нем являются электроны, а неосновными — дырки, имеющиеся в обычных условиях в значительно меньшем количестве.

Акцепторными примесями для кремния являются обычно алюминий, бор и галлий — элементы III группы периодической системы, атомы которых имеют три валентных электрона. Каждому атому примеси недостает одного электрона для образования ковалентных связей с четырьмя соседними атомами полупроводника. Этот электрон захватывается у одного из атомов, в котором образуется дырка. Такой примесный полупроводник называют дырочным или полупроводником р-типа. Основными носителями зарядов в нем являются дырки, как примесные, так и собственные, а неосновными — электроны, заполняющие эти дырки.

основными, а дырки - неосновными носителями заряда. Для полупроводника р-типа основными носителями заряда служат дырки, а неосновными — электроны. В дальнейшем эти заряды будем называть сокращенно основными и неосновными носителями. Концентрация основных носителей, т. е. их число в 1 см3, обычно значительно превышает концентрацию неосновных носителей.

Для удобства анализа воспользуемся идеализированной нлоскопа-раллельной конструкцией границы раздела полупроводников ( 10.4, а). Рассмотрим сначала явления на границе раздела идеальных полупроводников п- и р-типов, в которых будем пренебрегать термогенерацией, т. е. неосновными носителями.

где /ф, /обр — плотности фототока и обратного тока р — n-перехода, обусловленные неосновными носителями тока в полупроводнике; q — заряд электрона; ф — разность потенциалов на р — n-переходе; k — постоянная Больцмана; Т — абсолютная температура; /0=

При подключении эмиттера к отрицательному зажиму источника питания возникает эмиттерный ток 1Ъ ( 1.22). Так как внешнее напряжение приложено к эмиттерному переходу в прямом направлении, электроны преодолевают переход и попадают в область базы. База выполнена из р-полупроводника, поэтому электроны являются для нее неосновными носителями заряда.

После этого происходит лавинообразное увеличение количества носителей заряда за счет лавинного умножения носителей заряда в p-n-переходе П2 движущимися электронами и дырками. С увеличением количества носителей заряда ток в переходе быстро нарастает, так как электроны из слоя л2 и дырки из слоя pi устремляются в слои р2 и «! и насыщают их неосновными носителями заряда. Напряжение на резисторе -R возрастает, напряжение на тиристоре падает. После пробоя напряжение на тиристоре снижается до значения порядка 0,5—1 В. При дальнейшем увеличении э. д. с. источника Еа и- -^ппА или уменьшения сопротивления резистора R ток в приборе нарастает в соответствии с вертикальным участком вольт-амперной характеристики. Такой пробой не вызывает разрушения перехода Я2. При уменьшении тока восстанавливается высокое сопротивление перехода (нисходящая ветвь на 1.32.) Время восстановления сопротивления этого перехода после снятия питающего напряжения обычно составляет 10—30 мкс.

Рассмотрим более подробно структуру р — «-перехода, использовав для пояснения графики ( 3.6). При образовании р — «-перехода ( 3.6, а) начинается процесс диффузии, т. е. взаимное проникновение основных носителей в р- и «-области полупроводника, обусловленное разностью уровней Ферми основных носителей в этих областях. Процесс перемещения носителей заряда происходит до тех пор, пока не сравняются уровни Ферми в «-и р-частях ( 3.6, б). При отсутствии внешнего воздействия в р — «-переходе устанавливается тепловое равновесие. Следовательно, 'энергия, соответствующая уровню Ферми, постоянна во всей системе.Для р-области основными носителями являются дырки, которые обозначим через рр. Для «-области основными носителями являются электроны, которые обозначим пп. Неосновными носителями являются равновесные концентрации рп — дырок в электронной области и «р—электронов в дырочной ( 3.6, в).

К коллекторному переходу приложено обратное напряжение, поэтому при отсутствии эмиттерного тока через коллекторный переход будет протекать только обратный ток. Этот ток образуется неосновными носителями заряда и носит название обратного (теплового) тока коллектора /цво. Суммарный ток коллектора /к состоит из двух составляющих: дырочного тока, пришедшего из эмиттера, и обратного тока /кво коллекторного перехода. По аналогии с выражением (6.4) для тока коллектора можно записать

Различают три вида пробоя тиристора: тепловой, обусловленный тепловой ионизацией атомов кремния в связи с локальным перегревом монокристаллической структуры; лавинный, обусловленный ударной ионизацией атомов кремния неосновными носителями; поверхностный, который может иметь место в зонах выхода р — n-перехода на поверхность кремния. Из классификационных вольт-амперных характеристик диодов и тиристоров вытекают следующие номинальные (паспортные) данные:

При освещении tt-базы в ней генерируются пары электрон — дырка. Для рассматриваемого типа базы неосновными носителями являются дырки, которые диффундируют к коллекторному переходу и переходят в коллекторную область. Это вызывает увеличение обратного тока коллектора. При постоянном напряжении эмиттер — база работа фототранзистора и его характеристики аналогичны характеристикам обычного диода. Переход дырок в коллектор приводит к накоплению в базе нескомпенсированного отрицательного объемного заряда, а следовательно, и уменьшению потенциального барьера эмиттерного перехода и увеличению тока /к. Это явление эквивалентно усилению интегральной чувствительности фототранзистора. Фототранзистор можно включать в измерительные схемы как обычный транзистор по схеме с ОЭ, ОБ и ОК.

Электропроводность дырочного полупроводника определяется дырками, которые здесь являются основными носителями заряда. Электроны в полупроводнике р-типа являются неосновными носителями заряда и их очень мало. Итак, за счет введения и активации акцепторной примеси образуется дырочный полупроводник, электропроводность которого определяется дырками, причем их количество равно количеству отрицательных ионов.

основными, а дырки - неосновными носителями заряда. Для полупроводника р-типа основными носителями заряда служат дырки, а неосновными — электроны. В дальнейшем эти заряды будем называть сокращенно основными и неосновными носителями. Концентрация основных носителей, т. е. их число в 1 см3, обычно значительно превышает концентрацию неосновных носителей.