p-n Переход (электронно-дырочный переход)

[Kotische]

Как бэ да )))


Рис. 1.18. Зонная диаграмма обратного смещения p-n-перехода, иллюстрирующая дисбаланс токов

Ссылка на корень курса: http://kurs.ido.tpu.ru/courses/osn_elec/content.html

[Vendein_RaZoR]

Это получается напряженность поля в запирающем слое образуется неподвижными зарядами ?

[Kotische]

13.5. Принцип суперпозиции электрических полей

Поле в любой точке пространства есть суперпозиция (векторная сумма) полей создаваемых всеми точечными зарядами окружающими эту точку.

Поле создают НЕСКОМПЕНСИРОВАННЫЕ заряды.
Количество ИОНОВ примеси в толще областей примерно постоянно, но в "теле" области свободные заряды КОМПЕНСИРУЮТ заряд и поле ионов, а в i-области электрическое поле "выгнало" свободные заряды компенсирующие заряд ионов, и ионы остались "голыми" создавая нескомпенсированный объемный заряд, создающий поле.

На сколько я помню, электрическое поле описывается Уравнением Пуассона
И плотность нескомпенсированного объемного зарада есть вторая производная электрического потенциала,
или первая производная напряженности электрического поля.

[Vendein_RaZoR]

ионы остались "голыми" создавая нескомпенсированный объемный заряд, создающий поле

Ну вот что и хотелось собсно услышать
Ну так то понятно что эта напряженность результирующая

[Kotische]

Vendein_RaZoR понимаешь, тут вопрос похожий на "что первично яйцо или курица".
Первичное перераспределение зарядов и как следствие разность потенциалов создет диффузионный ток,
а нескомпенсировнный объемный заряд из "голых" ионов уже как бы следствие, имеющегося в переходе поля.
Если к переходу приложить внешнюю разность потенциалов, то пространственный заряд "подстроится" под внешнее поле что бы его уравновесить.

[Vendein_RaZoR]

Ну в общем то и всё , механизм вродь как понятен

[Lander]

А мне все таки не понятен механизм.

Спасибо большое за ссылку, но все таки:

1)Свободные носители электрических зарядов под действием градиента концентрации начинают перемещаться из мест с большой концентрацией в места с меньшей концентрацией. Так дырки будут диффундировать из области p в область n, а электроны – наоборот, из области n в область p. Это направленное навстречу друг другу перемещение электрических зарядов образует диффузионный ток p-n-перехода. Но как только дырка из области p перейдет в область n, она оказывается в окружении электронов, являющихся основными носителями электрических зарядов в области n. Поэтому велика вероятность того, что какой-либо электрон заполнит свободный уровень в дырке и произойдет явление рекомбинации, в результате которой не будет ни дырки, ни электрона, а останется электрически нейтральный атом полупроводника. Но если раньше положительный электрический заряд каждой дырки компенсировался отрицательным зарядом иона акцепторной примеси в области p, а заряд электрона – положительным зарядом иона донорной примеси в области n, то после рекомбинации дырки и электрона электрические заряды неподвижных ионов примесей, породивших эту дырку и электрон, остались не скомпенсированными. И в первую очередь не скомпенсированные заряды ионов примесей проявляют себя вблизи границы раздела




Так почему все таки свободные электроны N-области не "проникают" в то пространство N-области, которая обеденена свободными-подвижными носителями заряда ?? Ведь под действием диффузии скопление электронов должны пойти туда где их недостаток. То есть:

[Vendein_RaZoR]

Так почему все таки свободные электроны N-области не "проникают" в то пространство N-области, которая обеденена свободными-подвижными носителями заряда ?? Ведь под действием диффузии скопление электронов должны пойти туда где их недостаток. То есть:

Так нарисовано же электрическое поле наверху куда оно направлено
Оно намного сильнее того которое создается между положительным ионом и электроном , поэтому если электрон вдруг захочет рекомбинировать , то отрицательный пространственный заряд просто вытолкнет его не давая ему нейтрализовать атом . При обратном включении поле вырастает в несколько раз

[Lander]

Здесь не рассматриваеться, какое либо внешнее подключение.

Вы сейчас говорили с учетом внешнего потключения источника ?

[Vendein_RaZoR]

Без учета я говорил , это я так добавил просто в конце

Хотелось бы ещё узнать как возникает пробой при обратном подключении ? При прямом то вроде как понятно , но при обратном не совсем . Получается пробой возникает из за резкого возрастания тока дрейфа и диффузии через переход из-за сильного действия электрического поля на носитель , получается увеличивается мощность , а следовательно перегрев и наступает пробой ?

[Kotische]

Хотелось бы ещё узнать как возникает пробой при обратном подключении

Пробои бывают 3 типов - тепловой, туннельный, лавинный

Рис. 1.19. Вольт-амперная характеристика p-n-перехода

Там по ссылке подробно всё рассмотрено.
1.7.4. Виды пробоев p-n-перехода

Если что непонятно (по ссылке) задавай конкретные вопросы, что именно не понятно.

почему все таки свободные электроны N-области не "проникают" в то пространство N-области, которая обеденена свободными-подвижными носителями заряда ?? Ведь под действием диффузии скопление электронов должны пойти туда где их недостаток.

Почему не проникают?! Очень даже проникают!
Просто рекомбинировать там особо нескем, а поле выталкивающее уже есть, и если какой электрон сюды залетает его поле обратно в n-область выталкивает.
Получается что в каждом сечении перехода диффузионный ток = току дрейфа, но в каждом сечении перехода эти токи РАЗНЫЕ.

[Vendein_RaZoR]

Ну с тепловым пробоем почти угадал
А если уже наступил пробой (тепловой например) , то получается разрушается P-N переход , разрушается электрическое поле пространственных зарядов , атомы становятся нейтральными , увеличивается количество электронов и дырки все уничтожаются ? Получается ПП становится обычным проводником как металл например ?

[Lander]

///

[Vendein_RaZoR]

Видел одно сообщение от Gudd-Head :

Бл., да ты тупой, что ли???

[Lander]

А ты видел на него ответ ? Или проблемы со зрением в таком то возрасте ?

[Lander]

А ка понять в от эту фразу:

"Если же в области p вблизи границы раздела каким-либо образом окажется свободный электрон, являющийся неосновным носителем для этой области, то он со стороны электрического поля потенциального барьера будет испытывать ускоряющее воздействие, вследствие чего этот электрон будет переброшен через границу раздела в область n, где он будет являться основным носителем"

(?)

Как неосновной электрон P-области может:

1)Подойти к PN-преходу, ведь электрон отрицательный, и в P-области оброзовался отрицательный обьемный заряд, одноименные заряды отталккиваються, по ижее свободный неосновной носитель электрон не смог бы пододойти к этой области, так ка испытывал бы противодействие своему движения по направлению к PN-переходу.

2)Но если каким т очудом ему удаеться подойти к этой границе, этот электрон "Перебрасываеться" через N-область и P-область PN-перехода, кооторые совершенно не обладаються свободными подвижными носителями заряда.

Как такое может быть ?

[Kotische]

А ка понять в от эту фразу:

"Если же в области p вблизи границы раздела каким-либо образом окажется свободный электрон, являющийся неосновным носителем для этой области, то он со стороны электрического поля потенциального барьера будет испытывать ускоряющее воздействие, вследствие чего этот электрон будет переброшен через границу раздела в область n, где он будет являться основным носителем"

Вот как написано, так и понимать. Дословно!
Ибо всё правильно написано.

Как неосновной электрон P-области может:

1)Подойти к PN-преходу, ведь электрон отрицательный, и в P-области оброзовался отрицательный обьемный заряд, одноименные заряды отталккиваються, по ижее свободный неосновной носитель электрон не смог бы пододойти к этой области, так ка испытывал бы противодействие своему движения по направлению к PN-переходу.

Внутри области ПОЛЯ НЕТ, следовательно нет и силы действующей на электрон. Следовательно электрон ведет себя как "свободный" т.е. мечется хаотически и не направленно под действием теплового движения.

2)Но если каким т очудом ему удаеться подойти к этой границе, этот электрон "Перебрасываеться" через N-область и P-область PN-перехода, кооторые совершенно не обладаються свободными подвижными носителями заряда.

Не обладают - хотя это лишь модельное допущение. На самом деле здесь есть "свободные места" для электронов, и если электрон с подходящей энергией будет сюда инжектирован, то ни что не будет мешать ему здесь существовать и перемещаться.

Как такое может быть ?

Например путем термо- или фото- генерации pn-пары в указанной точке перехода.

[Kotische]

Ну с тепловым пробоем почти угадал
А если уже наступил пробой (тепловой например) , то получается разрушается P-N переход , разрушается электрическое поле пространственных зарядов , атомы становятся нейтральными , увеличивается количество электронов и дырки все уничтожаются ? Получается ПП становится обычным проводником как металл например ?

Ну и зачем всё так утрировать?!
Тепловой пробой это всего лишь процесс при котором возникает положительная обратная связь при которой ток начинает рости. Если например источник питания ограничивает ток на безопасном уровне ничего сгореть не должно.

Например для таких приборов как стабилитрон или туннельный диод состояние пробоя - штатный режим работы, и ничего в них не разрушается и не сгорает.

[Vendein_RaZoR]

Да нет зачем , просто я пример привел и хотел узнать будет ли он проводить как обычный проводник-металл

[Kotische]

будет ли он проводить как обычный проводник-металл

Проводить будет, но не как металл, а как полупроводник при повышенной температуре.
При повышении температуры количество свободных носителей растет, соответственно растет проводимость,
но тип проводимости от этого не меняется.
В металле валентная зона и зона проводимости ПЕРЕКРЫВАЮТСЯ, соответственно отсутствует запрещенная зона и соответственно атомы изначально ионизированы, даже при абсолютном нуле, и нет дырок т.к. ВСЕ атомы решетки являются ионами-донорами.