Неожиданно для себя столкнулся с тем, что перестал понимать принцип работы полупроводникового диода.
Существует очень много информации о принципе работы самого p-n перехода. С пояснениями сути электронной и дырочной проводимости, с диаграммами энергетических уровней электронов в валентных зонах и зонах проводимости, приводятся убедительные формулы.
Но вот один вопрос всегда остается за кадром, который в силу моих неглубоких знаний квантовой физики и физики твердого типа, для меня совсем не очевиден. Суть вопроса в следующем: При «прямом» включении p-n перехода электроны в полупроводнике n-типа и дырки в полупроводнике p-типа движутся напротив друг другу в область p-n перехода и там успешно рекомбинируют. Так откуда же эти дырки берутся на другом конце полупроводника p-типа, к которому непосредственно подключен металлический контакт диода? В полупроводниковом диоде, помимо p-n перехода, есть еще два перехода металл-полупроводник, на которых каким-то образом происходит «генерация» эти электронов и дырок взамен тех, которые рекомбинировали. И этот вопрос особо нигде не освещается.
Буду благодарен за помощь, оказанную в понимании данных процессов.
Как все-таки работает полупроводниковый диод?
Re: Как все-таки работает полупроводниковый диод?
НАРОДОВЛАСТИЕ а не кланово-олигархическая дерьмократия!!!
Цифровому рабству, навязываемому цифровым олигархатом - НЕТ!
Цифровому рабству, навязываемому цифровым олигархатом - НЕТ!
-
Самсусамыч
Re: Как все-таки работает полупроводниковый диод?
[uquote="igor48",url="/forum/viewtopic.php?p=3624832#p3624832"]Неожиданно для себя столкнулся с тем, что перестал понимать принцип работы полупроводникового диода.[/uquote]
Как такое может быть? В начале понимал, а потом бац, и не понимаю… тролить изволите.
Как такое может быть? В начале понимал, а потом бац, и не понимаю… тролить изволите.
Re: Как все-таки работает полупроводниковый диод?
[uquote="Самсусамыч",url="/forum/viewtopic.php?p=3624845#p3624845"]Как такое может быть? В начале понимал, а потом бац, и не понимаю… тролить изволите. [/uquote]Что вы прицепились?
Ну забыл человек. Ему нужно просто напомнить.
Вот.
----------
Работа полупроводниковых приборов основана на использовании электрических свойств материалов, называемых полупроводниками.
По электропроводности полупроводники занимают промежуточное положение между металламии диэлектриками. Удельное электрическое сопротивление полупроводников при комнатной температуре лежит в пределах 10 -10 Ом см. В качестве полупроводниковых веществ используется кремний (Si), германий(Ge) (элементы IV группы периодической системы Менделеева), а также селен, арсенид галлия, фосфид галлия, и др.
Особенностью полупроводников отличительной от металлов и диэлектриков является их способность в широких пределах менять свою проводимость при изменении внешних энергетических воздействиях (температуры, света, электромагнитного поля, механических деформаций и т.д.).
Электропроводимость чистых однородных полупроводников при температуре, отличной от абсолютного нуля, обусловлена по- парным образованием (генерацией) свободных носителей заряда - электронов и дырок.
При сообщении полупроводнику определенной энергии один из электронов вырывает из узла связи кристаллической решетки и становится свободным, а освободившееся в узле решетки место приобретает положительный заряд, равный заряду электрона. Это вакантное для электронов место кристаллической решетки получило название дырки. Наряду с генерацией носителей заряда при их хаотичном движении происходит процесс рекомбинации - воссоединение (исчезновение) пары носителей заряда при встрече свободного электрона с дыркой. Устанавливается динамическое равновесие между количеством возникающих и исчезающих пар, и при неизменной температуре общее количество свободных носителей заряда остается постоянным.
При приложении к проводнику внешнего электрического поля движение свободных зарядов упорядочивается, электроны и дырки движутся во взаимно противоположных направлениях вдоль силовой линии электрического поля. Электропроводность чистого проводника называется собственной.
При обычных температурах количество свободных электронов и дырок в чистом полупроводнике невелико и составляет 10 -10 в 1 см вещества. Такой полупроводник по своим электрическим свойствам приближается к диэлектрикам.
Электрические свойства полупроводников существенно изменяются при введении в них определенных примесей. В качестве примесей используются элементы III и V групп периодической системы Менделеева. Введение, например, в кремний (элемент IV группы) в качестве примеси атомов мышьяка (элемент V группы) создает избыток свободных электронов за счет пятого валентного электрона на внешней оболочке атомов примеси. Удельное электрическое сопротивление такого полупроводника значительно уменьшается , в нем будет преобладать электронная электропроводность, а сам полупроводник называется полупроводником n-типа. Носители заряда, концентрация которых выше (в данном случае это электроны), называется основными носителями, а с меньшей концентрацией (дырки) - неосновными.
Введение атомов примеси III группы (например, индия) создает дырочную электропроводность, в результате чего образуется полупроводник p-типа, здесь дырки - основные носители заряда, а электроны - неосновные. Примеси элементов V группы называют донорными, а примеси элементов III группы - акцепторными.
На практике важное значение имеет область на границе соприкосновения двух полупроводников p- и n-типа. Эта область называется электронно-дырочным переходом, или p-n-переходом. Такой p-n-переход получают введением в примесный полупроводник дополнительной примеси. Например, при введении донорной примеси в определенную часть полупроводника p-типа в нем образуется область полупроводника n-типа, граничащая с полупроводником p-типа.
На основе использования полупроводниковых материалов с различным типом электропроводности создают полупроводниковые диоды, транзисторы, тиристоры и другие приборы. В частности, из полупроводника, равномерно легированного примесями, изготовляют полупроводниковые резисторы. В зависимости от типа примесей и конструкции получаются линейные резисторы, сопротивление которых остается практически постоянным в широком диапазоне напряжений и токов, либо резисторы, сопротивление которых зависит от таких управляющих параметров, как напряжение (варисторы), температура (терморезисторы), освещенность (фоторезисторы), механические деформации (тензорезисторы), магнитное поле(магниторезисторы) и др.
Основными материалами при производстве полупроводниковых приборов являются кремний и германий. Из-за различий по физическим свойствам этих материалов, приборы изготовление на основе Si , более стойкие к воздействию к изменению внешней температуры, но обладают меньшем быстродействием. Приборы на основе Ge, более чувствительны к изменению внешней температуры, но обладают большим быстродействием.
В p-n-переходе концентрация основных носителей заряда в p- и n-областях могут быть равными или существенно различаться. В первом случае p-n-переход называется симметричным, во втором - несимметричным. Чаще используются несимметричные переходы.
Пусть концентрация акцептной примеси в p-области больше, чем концентрация донорной примеси в n-области (рис. 1.1,а).
Соответственно и концентрация дырок (светлые кружки) в p-области будет больше, чем концентрация электронов (черные кружки) в n-области.
За счет диффузии дырок из p-области и электронов из n-области они стремятся равномерно распределится по всему объему. Если бы электроны и дырки были нейтральными, то диффузия в конечном итоге привела бы к полному выравниванию их концентрации по всему объему кристалла. Однако этого не происходит. Дырки, переходя из p-области в n-область, рекомбинируют с частью электронов, принадлежащих атомам донорной примеси. В результате оставшиеся без электронов положительно заряженные ионы донорной примеси образуют приграничный слой с положительным зарядом. В тоже время уход этих дырок из p-области приводит к тому, что атомы акцепторной примеси, захватившие соседний электрон, образуют нескомпенсированный отрицательный заряд ионов в приграничной области. Аналогично происходит диффузионное перемещение электронов из n-области в p-область, приводящее к тому же эффекту.
В результате на границе, разделяющей n-область и p-область, образуется узкий, в доли микрона, приграничный слой l, одна сторона которого заряжена отрицательно (p-область), а другая - положительно (n-область).
Разность потенциалов, образованную приграничными зарядами, называют контактной разностью потенциалов U (рис 1.1,а) или потенциальным барьером, преодолеть который носители не в состоянии. Дырки, подошедшие к границе со стороны p-области, отталкиваются назад положительным зарядом, а электроны, подошедшие из n-области, - отрицательным зарядом. Контактной разностью потенциалов U соответствует электрическое поле напряженностью Е . Таким образом, образуется p-n-переход шириной l, представляющий собой слой полупроводника с пониженным содержанием носителей - так называемый обедненный слой, который имеет относительно высокое электрическое сопротивление R .
Свойства p-n-структуры изменяются, если к ней приложить внешнее напряжение Uпр. Если внешнее напряжение противоположно по знаку контактной разности потенциалов и напряженность внешнего поля Епр противоположна Е (рис. 1.1,б), то дырки p-области, отталкиваясь от приложенного положительного потенциала внешнего источника, приближаются к границе между областями, компенсируют заряд части отрицательных ионов и сужают ширину р-n-перехода со стороны p-области. Аналогично, электроны n-области, отталкиваясь от отрицательного потенциала внешнего источника, компенсируют заряд части положительных ионов и сужают ширину p-n-перехода со стороны n-области. Потенциальный барьер сужается, через него начинают проникать дырки из p-области и электроны из n-области и через p-n-переход начинает течь ток .
С увеличением внешнего напряжения ток возрастает неограниченно, так как создается основными носителями, концентрация которых постоянно восполняется источником внешнего напряжения.
Полярность внешнего напряжения, приводящая к снижению потенциального барьера, называется прямой, открывающей, а созданный ею ток - прямым. При подаче такого напряжения p-n-переход открыт и его сопротивление Rпр<<R .
Если к p-n-структуре приложить напряжение обратной полярности Uобр (рис. 1.1,в), эффект будет противоположный. Электрическое поле напряженностью Еобр совпадает по направлению с электрическим полем Е р-n-перехода. Под действием электрического поля источника дырки p-области смещаются к отрицательному потенциалу внешнего напряжения, а электроны n-области - к положительному потенциалу. Таким образом, основные носители заряда отодвигаются внешним полем от границы, увеличивая ширину p-n-перехода, который оказывается почти свободным от носителей заряда. Электрическое сопротивление p-n-перехода при этом возрастает. Такая полярность внешнего напряжения называется обратной, запирающей. При подаче такого напряжения p-n-переход закрыт и его сопротивление Rобр>>R .
Тем не менее при обратном напряжении наблюдается протекание небольшого тока Iобр. Этот ток в отличие от прямого определяется носителями не примесной, а собственной проводимости, образующейся в результате генерации пар "свободный электрон - дырка" под воздействием температуры. Эти носители обозначены на рис. 1.1,в единственный электрон в p-области и единственной дыркой в n-области. Значение обратного тока практически не зависит от внешнего напряжения. Это объясняется тем, что в единицу времени количество генерируемых пар "электрон - дырка" при неизменной температуре остается постоянным, и даже при Uобр в доли вольт все носители участвуют в создании обратного тока.
При подаче обратного напряжения p-n-переход уподобляется конденсатору, пластинами которого является p- и n-области, разделенные диэлектриком. Роль диэлектрика выполняет приграничная область, почти свободная от носителей заряда. Эту емкость p-n-перехода называют барьерной. Она тем больше, чем меньше ширина p-n-перехода и чем больше его площадь.
Принцип работы p-n-перехода характеризуется его вольт-амперной характеристикой. На рис.1.2
показана полная вольт-амперная характеристика открытого и закрытого p-n-переходов.
Как видно, эта характеристика является существенно нелинейной. На участке 1 Епр< Е и прямой ток мал. На участке 2 Епр> Е , запирающий слой отсутствует, ток определяется только сопротивлением полупроводника. На участке 3 запирающий слой препятствует движению основных носителей, небольшой ток определяется движением неосновных носителей заряда. Излом вольт-амперной характеристики в начале координат обусловлен различными масштабами тока и напряжения при прямом и обратном направлениях напряжения, приложенного к p-n-переходу. И наконец, на участке 4 при Uобр=Uпроб происходит пробой p-n-перехода и обратный ток быстро возрастает. Это связанно с тем, что при движении через p-n-переход под действием электрического поля неосновные носители заряда приобретают энергию, достаточную для ударной ионизации атомов полупроводника. В переходе начинается лавинообразное размножение носителей заряда - электронов и дырок, - что приводит к резкому увеличению обратного тока через p-n-переход при почти неизменном обратном напряжении. Этот вид электрического пробоя называется лавинным. Обычно он развивается в относительно широких p-n-переходах, которые образуются в слаболегированных полупроводниках.
В сильнолегированных полупроводниках ширина запирающего слоя меньше, что препятствует возникновению лавинного пробоя, так как движущиеся носители не приобретают энергию, достаточной для ударной ионизации. В тоже время может возникать электрический пробойp-n-перехода, когда при достижении критического напряжения электрического поля в p-n-переходе за счет энергии поля появляются пары носителей электрон - дырка, и существенно возникает обратный ток перехода.
Для электрического пробоя характерна обратимость, заключающаяся в том, что первоначальные свойства p-n-перехода полностью восстанавливаются, если снизить напряжение на p-n-переходе. Благодаря этому электрическому пробою используют в качестве рабочего режима в полупроводниковых диодах.
Если температура p-n-перехода возрастает в результате его нагрева обратным током и недостаточного теплоотвода, то усиливается процесс генерации пар носителей заряда. Это, в свою очередь, приводит к дальнейшему увеличению тока (участок 5 рис. 1.2) и нагреву p-n-перехода, что может вызвать разрушение перехода. Такой процесс называется тепловым пробоем. Тепловой пробой разрушает p-n-переход.
[/uquote]Что вы прицепились?Ну забыл человек. Ему нужно просто напомнить.
Вот.
----------
Работа полупроводниковых приборов основана на использовании электрических свойств материалов, называемых полупроводниками.
По электропроводности полупроводники занимают промежуточное положение между металламии диэлектриками. Удельное электрическое сопротивление полупроводников при комнатной температуре лежит в пределах 10 -10 Ом см. В качестве полупроводниковых веществ используется кремний (Si), германий(Ge) (элементы IV группы периодической системы Менделеева), а также селен, арсенид галлия, фосфид галлия, и др.
Особенностью полупроводников отличительной от металлов и диэлектриков является их способность в широких пределах менять свою проводимость при изменении внешних энергетических воздействиях (температуры, света, электромагнитного поля, механических деформаций и т.д.).
Электропроводимость чистых однородных полупроводников при температуре, отличной от абсолютного нуля, обусловлена по- парным образованием (генерацией) свободных носителей заряда - электронов и дырок.
При сообщении полупроводнику определенной энергии один из электронов вырывает из узла связи кристаллической решетки и становится свободным, а освободившееся в узле решетки место приобретает положительный заряд, равный заряду электрона. Это вакантное для электронов место кристаллической решетки получило название дырки. Наряду с генерацией носителей заряда при их хаотичном движении происходит процесс рекомбинации - воссоединение (исчезновение) пары носителей заряда при встрече свободного электрона с дыркой. Устанавливается динамическое равновесие между количеством возникающих и исчезающих пар, и при неизменной температуре общее количество свободных носителей заряда остается постоянным.
При приложении к проводнику внешнего электрического поля движение свободных зарядов упорядочивается, электроны и дырки движутся во взаимно противоположных направлениях вдоль силовой линии электрического поля. Электропроводность чистого проводника называется собственной.
При обычных температурах количество свободных электронов и дырок в чистом полупроводнике невелико и составляет 10 -10 в 1 см вещества. Такой полупроводник по своим электрическим свойствам приближается к диэлектрикам.
Электрические свойства полупроводников существенно изменяются при введении в них определенных примесей. В качестве примесей используются элементы III и V групп периодической системы Менделеева. Введение, например, в кремний (элемент IV группы) в качестве примеси атомов мышьяка (элемент V группы) создает избыток свободных электронов за счет пятого валентного электрона на внешней оболочке атомов примеси. Удельное электрическое сопротивление такого полупроводника значительно уменьшается , в нем будет преобладать электронная электропроводность, а сам полупроводник называется полупроводником n-типа. Носители заряда, концентрация которых выше (в данном случае это электроны), называется основными носителями, а с меньшей концентрацией (дырки) - неосновными.
Введение атомов примеси III группы (например, индия) создает дырочную электропроводность, в результате чего образуется полупроводник p-типа, здесь дырки - основные носители заряда, а электроны - неосновные. Примеси элементов V группы называют донорными, а примеси элементов III группы - акцепторными.
На практике важное значение имеет область на границе соприкосновения двух полупроводников p- и n-типа. Эта область называется электронно-дырочным переходом, или p-n-переходом. Такой p-n-переход получают введением в примесный полупроводник дополнительной примеси. Например, при введении донорной примеси в определенную часть полупроводника p-типа в нем образуется область полупроводника n-типа, граничащая с полупроводником p-типа.
На основе использования полупроводниковых материалов с различным типом электропроводности создают полупроводниковые диоды, транзисторы, тиристоры и другие приборы. В частности, из полупроводника, равномерно легированного примесями, изготовляют полупроводниковые резисторы. В зависимости от типа примесей и конструкции получаются линейные резисторы, сопротивление которых остается практически постоянным в широком диапазоне напряжений и токов, либо резисторы, сопротивление которых зависит от таких управляющих параметров, как напряжение (варисторы), температура (терморезисторы), освещенность (фоторезисторы), механические деформации (тензорезисторы), магнитное поле(магниторезисторы) и др.
Основными материалами при производстве полупроводниковых приборов являются кремний и германий. Из-за различий по физическим свойствам этих материалов, приборы изготовление на основе Si , более стойкие к воздействию к изменению внешней температуры, но обладают меньшем быстродействием. Приборы на основе Ge, более чувствительны к изменению внешней температуры, но обладают большим быстродействием.
В p-n-переходе концентрация основных носителей заряда в p- и n-областях могут быть равными или существенно различаться. В первом случае p-n-переход называется симметричным, во втором - несимметричным. Чаще используются несимметричные переходы.
Пусть концентрация акцептной примеси в p-области больше, чем концентрация донорной примеси в n-области (рис. 1.1,а).
Соответственно и концентрация дырок (светлые кружки) в p-области будет больше, чем концентрация электронов (черные кружки) в n-области.
За счет диффузии дырок из p-области и электронов из n-области они стремятся равномерно распределится по всему объему. Если бы электроны и дырки были нейтральными, то диффузия в конечном итоге привела бы к полному выравниванию их концентрации по всему объему кристалла. Однако этого не происходит. Дырки, переходя из p-области в n-область, рекомбинируют с частью электронов, принадлежащих атомам донорной примеси. В результате оставшиеся без электронов положительно заряженные ионы донорной примеси образуют приграничный слой с положительным зарядом. В тоже время уход этих дырок из p-области приводит к тому, что атомы акцепторной примеси, захватившие соседний электрон, образуют нескомпенсированный отрицательный заряд ионов в приграничной области. Аналогично происходит диффузионное перемещение электронов из n-области в p-область, приводящее к тому же эффекту.
В результате на границе, разделяющей n-область и p-область, образуется узкий, в доли микрона, приграничный слой l, одна сторона которого заряжена отрицательно (p-область), а другая - положительно (n-область).
Разность потенциалов, образованную приграничными зарядами, называют контактной разностью потенциалов U (рис 1.1,а) или потенциальным барьером, преодолеть который носители не в состоянии. Дырки, подошедшие к границе со стороны p-области, отталкиваются назад положительным зарядом, а электроны, подошедшие из n-области, - отрицательным зарядом. Контактной разностью потенциалов U соответствует электрическое поле напряженностью Е . Таким образом, образуется p-n-переход шириной l, представляющий собой слой полупроводника с пониженным содержанием носителей - так называемый обедненный слой, который имеет относительно высокое электрическое сопротивление R .
Свойства p-n-структуры изменяются, если к ней приложить внешнее напряжение Uпр. Если внешнее напряжение противоположно по знаку контактной разности потенциалов и напряженность внешнего поля Епр противоположна Е (рис. 1.1,б), то дырки p-области, отталкиваясь от приложенного положительного потенциала внешнего источника, приближаются к границе между областями, компенсируют заряд части отрицательных ионов и сужают ширину р-n-перехода со стороны p-области. Аналогично, электроны n-области, отталкиваясь от отрицательного потенциала внешнего источника, компенсируют заряд части положительных ионов и сужают ширину p-n-перехода со стороны n-области. Потенциальный барьер сужается, через него начинают проникать дырки из p-области и электроны из n-области и через p-n-переход начинает течь ток .
С увеличением внешнего напряжения ток возрастает неограниченно, так как создается основными носителями, концентрация которых постоянно восполняется источником внешнего напряжения.
Полярность внешнего напряжения, приводящая к снижению потенциального барьера, называется прямой, открывающей, а созданный ею ток - прямым. При подаче такого напряжения p-n-переход открыт и его сопротивление Rпр<<R .
Если к p-n-структуре приложить напряжение обратной полярности Uобр (рис. 1.1,в), эффект будет противоположный. Электрическое поле напряженностью Еобр совпадает по направлению с электрическим полем Е р-n-перехода. Под действием электрического поля источника дырки p-области смещаются к отрицательному потенциалу внешнего напряжения, а электроны n-области - к положительному потенциалу. Таким образом, основные носители заряда отодвигаются внешним полем от границы, увеличивая ширину p-n-перехода, который оказывается почти свободным от носителей заряда. Электрическое сопротивление p-n-перехода при этом возрастает. Такая полярность внешнего напряжения называется обратной, запирающей. При подаче такого напряжения p-n-переход закрыт и его сопротивление Rобр>>R .
Тем не менее при обратном напряжении наблюдается протекание небольшого тока Iобр. Этот ток в отличие от прямого определяется носителями не примесной, а собственной проводимости, образующейся в результате генерации пар "свободный электрон - дырка" под воздействием температуры. Эти носители обозначены на рис. 1.1,в единственный электрон в p-области и единственной дыркой в n-области. Значение обратного тока практически не зависит от внешнего напряжения. Это объясняется тем, что в единицу времени количество генерируемых пар "электрон - дырка" при неизменной температуре остается постоянным, и даже при Uобр в доли вольт все носители участвуют в создании обратного тока.
При подаче обратного напряжения p-n-переход уподобляется конденсатору, пластинами которого является p- и n-области, разделенные диэлектриком. Роль диэлектрика выполняет приграничная область, почти свободная от носителей заряда. Эту емкость p-n-перехода называют барьерной. Она тем больше, чем меньше ширина p-n-перехода и чем больше его площадь.
Принцип работы p-n-перехода характеризуется его вольт-амперной характеристикой. На рис.1.2
показана полная вольт-амперная характеристика открытого и закрытого p-n-переходов.
Как видно, эта характеристика является существенно нелинейной. На участке 1 Епр< Е и прямой ток мал. На участке 2 Епр> Е , запирающий слой отсутствует, ток определяется только сопротивлением полупроводника. На участке 3 запирающий слой препятствует движению основных носителей, небольшой ток определяется движением неосновных носителей заряда. Излом вольт-амперной характеристики в начале координат обусловлен различными масштабами тока и напряжения при прямом и обратном направлениях напряжения, приложенного к p-n-переходу. И наконец, на участке 4 при Uобр=Uпроб происходит пробой p-n-перехода и обратный ток быстро возрастает. Это связанно с тем, что при движении через p-n-переход под действием электрического поля неосновные носители заряда приобретают энергию, достаточную для ударной ионизации атомов полупроводника. В переходе начинается лавинообразное размножение носителей заряда - электронов и дырок, - что приводит к резкому увеличению обратного тока через p-n-переход при почти неизменном обратном напряжении. Этот вид электрического пробоя называется лавинным. Обычно он развивается в относительно широких p-n-переходах, которые образуются в слаболегированных полупроводниках.
В сильнолегированных полупроводниках ширина запирающего слоя меньше, что препятствует возникновению лавинного пробоя, так как движущиеся носители не приобретают энергию, достаточной для ударной ионизации. В тоже время может возникать электрический пробойp-n-перехода, когда при достижении критического напряжения электрического поля в p-n-переходе за счет энергии поля появляются пары носителей электрон - дырка, и существенно возникает обратный ток перехода.
Для электрического пробоя характерна обратимость, заключающаяся в том, что первоначальные свойства p-n-перехода полностью восстанавливаются, если снизить напряжение на p-n-переходе. Благодаря этому электрическому пробою используют в качестве рабочего режима в полупроводниковых диодах.
Если температура p-n-перехода возрастает в результате его нагрева обратным током и недостаточного теплоотвода, то усиливается процесс генерации пар носителей заряда. Это, в свою очередь, приводит к дальнейшему увеличению тока (участок 5 рис. 1.2) и нагреву p-n-перехода, что может вызвать разрушение перехода. Такой процесс называется тепловым пробоем. Тепловой пробой разрушает p-n-переход.
-
HochReiter
- Друг Кота
- Сообщения: 3208
- Зарегистрирован: Пт ноя 02, 2018 16:14:36
Re: Как все-таки работает полупроводниковый диод?
У Хоровица-Хилла хорошо написано про диод:
"Диод (рис. 1.66) представляет собой пассивный нелинейный элемент с двумя выводами. Вольт - амперная характеристика диода показана на рис. 1.67. (Придерживаясь принятого нами подхода, не будем объяснять физику явлений, определяющих функционирование этого элемента.)" И больше ни слова о дырках.
"Диод (рис. 1.66) представляет собой пассивный нелинейный элемент с двумя выводами. Вольт - амперная характеристика диода показана на рис. 1.67. (Придерживаясь принятого нами подхода, не будем объяснять физику явлений, определяющих функционирование этого элемента.)" И больше ни слова о дырках.
Нет ничего практичнее хорошей теории
Re: Как все-таки работает полупроводниковый диод?
Начну с напоминания о том, что в реале никаких дырок нет, просто движение электронов в валентной зоне удобнее описывать движением воображаемой "дырки". Отсюда следует, что проводимость в прямосмещенном полупроводниковом диоде обеспечивается движением электронов (в валентной зоне и зоне проводимости), которые попадают в диод и уходят из него через металлические контакты.igor48 писал(а):Так откуда же эти дырки берутся на другом конце полупроводника p-типа, к которому непосредственно подключен металлический контакт диода?
Еще замечу, что движение электронов в валентной зоне отличается от движения электронов в зоне проводимости. В зоне проводимости электроны движутся почти как в металле. А вот в валентной зоне электроны "скачут по пустым местам", и когда электрон валентной зоны "запрыгивает" в металл контакта, на его месте образуется новое пустое место, т.е. дырка.
Последний раз редактировалось El-Eng Пн апр 29, 2019 07:13:29, всего редактировалось 1 раз.
Like the eyes of a cat in the black and blue...
Re: Как все-таки работает полупроводниковый диод?
Спасибо за ответы, но в них я не нашел ничего нового для себя. У меня непонимание конкретного вопроса - откуда берутся новые дырки в полупроводнике p-типа на смену рекомбинированным. Если говорить в терминах El-Eng, то вопрос можно переозвучить так: почему на границе полупроводник p-типа/металл электрон легко покидает валентную зону и переходит в зону проводимости металла, таким образом образуя новую дырку. А вот при обратном включении диода в зоне p-n перехода электрон не хочет покидать валентную зону и образовывать новую пару электрон-дырка (процесс, обратный рекомбинации), чем собственно и объясняется плохая обратная проводимость диода.
-
Phlanger
- Сверлит текстолит когтями
- Сообщения: 1198
- Зарегистрирован: Сб мар 27, 2010 13:19:45
- Откуда: Moskau
Re: Как все-таки работает полупроводниковый диод?
Да не плачьте вы так. Не всем же быть понятливыми.
У кошки четыре ноги - вход, выход, земля и питание.
-
HochReiter
- Друг Кота
- Сообщения: 3208
- Зарегистрирован: Пт ноя 02, 2018 16:14:36
Re: Как все-таки работает полупроводниковый диод?
Переозвучиваю вопрос ещё раз: чем отличается металл от полупроводника N-типа? Напрягая память: уровни Ферми, энергетические чего-то-там... Нет, забылся даже цвет обложки учебника: никогда не занимался производством полупроводниковых приборов, не пригодились мне эти знания.igor48 писал(а):вопрос можно переозвучить так: почему на границе полупроводник p-типа/металл электрон легко покидает валентную зону
Нет ничего практичнее хорошей теории
Re: Как все-таки работает полупроводниковый диод?
[uquote="HochReiter",url="/forum/viewtopic.php?p=3625041#p3625041"]забылся даже цвет обложки учебника[/uquote]Нехорошо. 
Вспоминайте цвет и на этом данную тему можно будет уже спокойно закрыть.
Вспоминайте цвет и на этом данную тему можно будет уже спокойно закрыть.
- Вложения
-
- 1.png
- (286.81 КБ) 937 скачиваний
Re: Как все-таки работает полупроводниковый диод?
а нахрена знать как оно работает, если для практики это пох..
только бошку сломаете, я слышал версию, что никто не знает как оно работает..
изучайте лучше квантовую физику
только бошку сломаете, я слышал версию, что никто не знает как оно работает..
изучайте лучше квантовую физику
-
кот матрос Кин
- Японец
- Сообщения: 48
- Зарегистрирован: Сб дек 24, 2005 03:12:21
Re: Как все-таки работает полупроводниковый диод?
[uquote="kaetzchen",url="/forum/viewtopic.php?p=3625049#p3625049"]а нахрена знать как оно работает[/uquote]Ничего ты не понимаешь.
А как же тогда подобрать диод не зная, как работает pn-переход?
А как же тогда подобрать диод не зная, как работает pn-переход?
Mytilus G. писал(а):Привет! Давно интересуюсь следующим вопросом, но все руки не доходят, чтоб задать.
У меня схема с 5-вольтовым стабилизированным постоянным напряжением. К схеме прикошачен диод, единственной задачей которого - не пустить ток в "ненужном" направлении. Какой в данном случае диод использовать правильнее?
Re: Как все-таки работает полупроводниковый диод?
ноомальный вопрос...
есть еще Шоттки и SiCs, есть другие Ганн, Туннельные и еще всякие. если будите учитьшо там внутри, окажитесь в дурке....
есть еще Шоттки и SiCs, есть другие Ганн, Туннельные и еще всякие. если будите учитьшо там внутри, окажитесь в дурке....
-
Самсусамыч
Re: Как все-таки работает полупроводниковый диод?
[uquote="igor48",url="/forum/viewtopic.php?p=3624970#p3624970"]почему на границе полупроводник p-типа/металл электрон легко покидает валентную зону и переходит в зону проводимости металла, таким образом образуя новую дырку.[/uquote]
Вот значит что непонятно… рано вы тогда к диодам подступились… стоит вначале изучить чем отличается диэлектрик от полупроводника, а затем как из диэлектрика получается полупроводник. Ведь кремний является диэлектриком так как он четырёхвалентный – свободный электронов нет.
Вот значит что непонятно… рано вы тогда к диодам подступились… стоит вначале изучить чем отличается диэлектрик от полупроводника, а затем как из диэлектрика получается полупроводник. Ведь кремний является диэлектриком так как он четырёхвалентный – свободный электронов нет.
-
Андрей Бедов
- Друг Кота
- Сообщения: 37346
- Зарегистрирован: Чт авг 30, 2012 20:24:40
- Откуда: Нижний Новгород
Re: Как все-таки работает полупроводниковый диод?
"Дырка" - это квазичастица. Незаполненная валентная связь, которая проявляет себя как-бы как положительный заряд, численно равный заряду отсутствующего электрона.
Re: Как все-таки работает полупроводниковый диод?
[uquote="Самсусамыч",url="/forum/viewtopic.php?p=3625097#p3625097"]Ведь кремний является диэлектриком так как он четырёхвалентный – свободный электронов нет. [/uquote]
Вот это не надо было писать; олово и свинец элементы той же группы и тоже четырёхвалентные, однако же проводники (типа свободные элехтроны есть).
[/uquote]Вот это не надо было писать; олово и свинец элементы той же группы и тоже четырёхвалентные, однако же проводники (типа свободные элехтроны есть).
Re: Как все-таки работает полупроводниковый диод?
Непонимание от того, что Вы p-n переход понимаете как отдельные Р и N))) Вывод такой сделал учитывая то, что Вы про металлические переходы написали)))
Просто прочитайте про примесную проводимость в полупроводниках и все станет понятно. Вся суть в примесях.
Просто прочитайте про примесную проводимость в полупроводниках и все станет понятно. Вся суть в примесях.
Последний раз редактировалось UAFE Пн апр 29, 2019 14:31:44, всего редактировалось 1 раз.
-
Самсусамыч
Re: Как все-таки работает полупроводниковый диод?
[uquote="12943",url="/forum/viewtopic.php?p=3625104#p3625104"]Вот это не надо было писать[/uquote]
Что ещё мне не делать?
Посмотрите на их кристаллическую решётку и вам станет ясно почему…
Что ещё мне не делать?
олово и свинец элементы той же группы и тоже четырёхвалентные, однако же проводники (типа свободные элехтроны есть).
Посмотрите на их кристаллическую решётку и вам станет ясно почему…