p-n Переход (электронно-дырочный переход)

[Lander]

Отвечаю пока не прочитав сообщения от ankrish.

Yaotzin, "может ли 4й валентный электрон с кремния занять дырку у бора" - какую ДЫРКУ у БОРА ??? Атом бора введенный в Кремений является положительным Ионом чтоли, чтобы у него дырка была ????

Уже мозги кипят, ниче не понятно! Пойду почитаю сканы ankrish`a

PS: К сожалению сканы Ankrisha`a - так же не отвечают на вопрос:
1)почему электрон от кремнию должен перейти к атому Бора ?
2)Откуда у него энергия на этот переход и почему он все таки должен перейти, если атом Бора нейтрален ?

[Gudd-Head]

1)почему электрон от кремнию должен перейти к атому Бора ?
2)Откуда у него энергия на этот переход и почему он все таки должен перейти, если атом Бора нейтрален ?

Точно не помню, но предполагаю что т.к. Бор стоит в таблице Менделеева левее кремния (а м.б. п.ч. у него атомный номер меньше) он перетягивает на себя электрон. Мне кажется, что это аналогично травлению меди в хлорном железе.

[yaotzin]

Отвечаю пока не прочитав сообщения от ankrish.

Yaotzin, "может ли 4й валентный электрон с кремния занять дырку у бора" - какую ДЫРКУ у БОРА ??? Атом бора введенный в Кремений является положительным Ионом чтоли, чтобы у него дырка была ????

Уже мозги кипят, ниче не понятно! Пойду почитаю сканы ankrish`a

PS: К сожалению сканы Ankrisha`a - так же не отвечают на вопрос:
1)почему электрон от кремнию должен перейти к атому Бора ?
2)Откуда у него энергия на этот переход и почему он все таки должен перейти, если атом Бора нейтрален ?

Может!!! прочитай что такое ковалентная связь, прямо в начале темы, там все разжевано. атом бора электрически нейтрален когда он сам по себе, а вот когда он вставлен в материал где куча кремния, причем кремний 4х валентный - то от кремния электрон через валентную связь переходит к бору.

Ну оно так получается что когда рядом два атома - то между электронами данных атомов, устанавливается ковалентная связь, фишка вся в этом. А поскольку у бора 3 атома валентных а у кремния 4 то ковалентная связь установившись добавляет 1 электрон бору от крения, а поскольку у бора в ядре, протона нет для лишнего электрона - то бор стает отрицательным ионом.

материал стает в целом P проводимости, потому как появились дырки в ковалентной связи, или в случае N материала дофига электронов в валентной зоне.

П.С. это только начало, я в эту тему вникал наверное месяца 4. Но в школе это все учится за 1 урок - теперь тебе понятно как учат в школе.

[yaotzin]

но оно так получается что ковалентные связи образовываются, точно не уверен, но наверное так материал держится между собой, если бы не было ковалентных связей то материал рассыпался бы. Т.е. электроны меняются местами с электронами других атомов.

[yaotzin]

нас в технаре МТТ, вообще учили плюсиками и минусиками, кароче трындец, и никто не понимал про что они говорят потому как нужно было разжевать это, что как происходит - ни кто на веру не брал и не запоминал про ихние плюсики минусики.

[Lander]

Да да, в школе ваще капец - учитель пересказал с умным видо лаву в учебнике и все

В институте, чуть чуть получше, но я думаю еденицы преподователей бы только ответили на вопросы, которые задавались в этой теме

Пытался повторить про строение атомов и энергетические уровни и про их заполнение электронами, чтобы понять почему же электрон от кремния перейдет к атому бора - но пока сил не хватило разобраться


PS: Вот бы сейчас обратно в институт - весь бы мозг преподавателям бы "вынес"

[yaotzin]

Lander Для того чтоб разбираться в предмете его нужно любить, а есть преподаватели что сами не знают ничего просто пересказывают что написано в книге. Я думаю что на это свои причины есть.
Да там закон Паули если не ошибаюсь по которому на каждом уровне должно быть определенное количество электронов, я когда это повторял помнил и в тетрадке записал что и как, завтра достану тетрадку на работе гляну, потому как забыл, или не задавался этим вопросом. Я думал что просто валентные электроны создают ковалентные связи и обмениваются электронами между атомами и все тут. А чтоб представлять почему электрон побежал к другому атому как то не приходило на ум.

[yaotzin]

Думаю тут вопрос твой должен быть не почему валентный электрон перешел от одного атома к другому, а почему создаются ковалентные связи.?

[yaotzin]

может из-за того что атомы стремятся к наиболее устойчивой электронной конфигурации. Т.е. пытается завершить внешний электронный уровень. Каждый атом только если он не инертен (т.е. не заполнена последняя оболочка) старается заполнить свой последний энергетический уровень чтобы стать инертным.

[Алексей2011]

Наконец-то нашел! Нашел сайт, где я может быть смогу понять как же работает этот будь он не ладен pn-переход!
Хорошо, что тема еще жива.
Не могу понять механизм работы диода. Перерыл в инете кучу статей, пересмотрел кучу видео.
Везде одно и то же, а ясной картины нет. Как будто специально при объяснении опускают некоторые важные моменты и при этом очень тщательно обмусоливаются довольно простые вещи.

Уже понял про ковалентные дырки, про свободные электроны и т.д. Но понять, почему диод не пропускает ток в обратном направлении, не могу!
Может мне кто-нибудь объяснить, почему при обратном включении диода электроны, находящиеся в зоне pn-перехода в ковалентных связях, не могут выпрыгнуть из этих связей и направиться к + клемме, а образовавшаяся дырка к - клемме за новым электроном? Ведь при прямом включении эти же самые электроны спокойно выпригивают из ковалентных связей рядом с + клеммой и образуют дырку, которая тут же шурует в сторону pn-перехода для рекомбинирования с очередным электроном из n-области!

Почему ни в одном объяснении в инете нет ответа на этот вопрос (по крайней мере простого словесного не завуалированного).

[Света]

Ну ведь, как только электрон перескочил в соседнюю область, сразу возникло напряжение между этими областями (изначально и p, и n области нейтральны, количество положительных частиц (протонов) и отрицательных (электронов) в них одинаковое) и это напряжение не даёт электрону далеко уходить от родного дома при подаче "запирающего напряжения". Правда, если увеличить это напряжение, электрон всё-таки оторвётся от притягивающего его родного потенциала и произойдёт пробой p-n перехода.

[Алексей2011]

Света, спасибо за ответ , хотя я не согласен с ним .
Ваши рассуждения больше применимы для диффузного перехода носителей без приложения внешнего электрического поля. В случае подачи обратного напряжения электрон выскочивший из ковалентной связи будет подхвачен электрическим полем по направлению к + клемме, а дырка в противоположную сторону. И опять же как вы объясните, что электроны спокойно выпригивают из ковалентных связей около + клеммы при прямом напряжении и уходят в источник питания, чтобы сделав круг появиться с противоположной стороны диода на - клемме.


Прошу прощения. Может я не совсем точно задал вопрос. В своем вопросе я имел ввиду электрон, находящийся в ковалентной связи в зоне pn-перехода, но на стороне p-области, при подаче обратного напряжения.

[Света]

...Ваши рассуждения больше применимы для диффузного перехода носителей без приложения внешнего электрического поля...

А вначале так и происходит. При соединении вместе двух полупроводников разных типов проводимости (без приложения внешнего напряжения), часть свободных электронов рядом с границей соединения, под воздействием притяжения дырок, переходят границу и на границе образуется поле. И чтобы преодолеть это поле (электроны же не хотят далеко отрываться от притягивающего их родного полупроводника и чем больше напряжение, тем сильнее они сопротивляются этому...) нужно приложить достаточно большое напряжение (которое будет напряжением пробоя).

[Алексей2011]

Тааак...
Все не то.
Вы говорите о диффузии основных носителей (например, электронов из n-области в p-область). В данном случае действительно образуется запирающее электрическое поле - т.н. pn-переход, который препятствует дальнейшей диффузии основных носителей в противоположную область. При прикладывании обратного напряжения действительно происходит наложение внутреннего и внешнего полей, что еще больше запирает pn-переход для диффузии основных носителей, но при чем здесь запирающее напряжение для диффузного тока? Я говорю о токе противоположном диффузному, который как раз и должен вызываться обратным напряжением, т.е. дрейфовый ток.

[Света]

... Я говорю о токе противоположном диффузному...

А ток, противоположный диффузному, будет прямым током.

[Алексей2011]

... Я говорю о токе противоположном диффузному...

А ток, противоположный диффузному, будет прямым током.

Мой вопрос на рисунке. Дайте ответ пожалуйста.

[Света]

Дырка, по своему воздействию на электрон, гораздо сильнее внешнего поля. Электрон ещё нужно выгнать из своей новой квартиры. Ток, в этом случае, может потечь только если синенькие кружочки начнут заполнять плюсики, а мы наоборот, эти кружочки оттаскиваем от этих плюсиков...

[Алексей2011]

Дырка, по своему воздействию на электрон, гораздо сильнее внешнего поля. Электрон ещё нужно выгнать из своей новой квартиры.

Т.е. иными словами приложенное электрическое поле просто не способно выдернуть электрон из ковалентной связи. Так? Выпрыгивание в данном случае происходит только за счет тепловой энергии колебания кристаллической решетки, но таких выпрыгиваний очень мало, поэтому ток через pn-переход будет мал. У меня пока складывается такое объяснение. Я прав?

Если я прав, то как ответить на следующий вопрос (см. рисунок)?

[Gudd-Head]

Если я прав, то как ответить на следующий вопрос (см. рисунок)?

Там электрон является неосновным носителем заряда.
Думаю, это проще объяснить с точки зрения энергетических уровней. Про уровень Ферми слыхали?

[Света]

Уффф... Иногда уже пальцев не хватает, чтобы на них всё объяснять и приходится отправлять в квантовую физику, принципу Паули, уровню Ферми и тому подобное...
А нужно ли всё это?...