p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Здесь принимаются все самые невообразимые вопросы... Главное - не стесняйтесь. Поверьте, у нас поначалу вопросы были еще глупее :)
Алексей2011
Родился
Сообщения: 8
Зарегистрирован: Ср июн 22, 2011 01:22:01

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Алексей2011 »

Gudd-Head писал(а):Там электрон является неосновным носителем заряда.
Думаю, это проще объяснить с точки зрения энергетических уровней. Про уровень Ферми слыхали?

Ну, то что он не является основным не дает ответа, как ему удается выпрыгивать из связей. Про уровни Ферми слышал и когда то учил это в политехе. С тех пор многое подзабылось, а принцип работы диода вобще ни когда не понимал (вернее в школе думал, что понимал, а выяснилось позже, что ни фига не въезжаю).

Света писал(а):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?...

Не могу найти себе покоя, когда не могу понять как работает такая довольно простая вещь, как диод. Я же не прошу выкладки с математическими формулами и расчетами. Я хочу всего лишь понять сам смысл, получить словесное описания с категориями больше, меньше, примерно равно и т.д. Не думаю, что такое объяснение потребует глубинных познаний в физике и будет занимать больше, чем половину страницы текста.
Аватара пользователя
Gudd-Head
Друг Кота
Сообщения: 20092
Зарегистрирован: Чт сен 18, 2008 12:27:21
Откуда: Столица Мира Санкт-Петербург

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Gudd-Head »

Алексей2011 писал(а):Ну, то что он не является основным не дает ответа, как ему удается выпрыгивать из связей.

Дык, там он уже не в валентной зоне, а в зоне проводимости! :idea:
Алексей2011 писал(а):Про уровни Ферми слышал и когда то учил это в Политехе.

Коллега! :))
[ Всё дело не столько в вашей глупости, сколько в моей гениальности ] [ Правильно заданный вопрос содержит в себе половину ответа ]
Алексей2011
Родился
Сообщения: 8
Зарегистрирован: Ср июн 22, 2011 01:22:01

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Алексей2011 »

Gudd-Head писал(а):Дык, там он уже не в валентной зоне, а в зоне проводимости! :idea:

Хм, и в какой момент, интересно, он из зоны ковалетных связей успел перейти в зону проводимости?
У меня есть предположение, что энергия электрона в ковалентной связи достаточна, чтобы перейти в металл в зону проводимости. Т.е. в отличие от полупроводника металл допускает уровень энергии электрона в зоне проводимости равный или чут- чуть выше уровня энергии электрона, находящегося в ковалентной связи, в то время как в полупроводнике уровень энергии зоны проводимости находится довольно высоко. Поэтому приложенного электрического поля достаточно, чтобы чуть-чуть подтолкнув электрон из ковалентной связи перенести его в металл (клемма диода) в зону проводимости.

Если это так, то откуда берется достаточная энергия у электронов, входящих с правой стороны в диод в n-область? Ведь уровень энергии зоны проводимости в полупроводнике находится намного выше уровня энергии электрона в зоне проводимости металла.

Gudd-Head писал(а):Коллега! :))

:beer:
Аватара пользователя
Gudd-Head
Друг Кота
Сообщения: 20092
Зарегистрирован: Чт сен 18, 2008 12:27:21
Откуда: Столица Мира Санкт-Петербург

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Gudd-Head »

Алексей2011 писал(а):Хм, и в какой момент, интересно, он из зоны ковалетных связей успел перейти в зону проводимости?

Когда перешёл п-н переход и стал неосновным носителем заряда. Диаграммки с энергетическими уровнями это хорошо показывают.
[ Всё дело не столько в вашей глупости, сколько в моей гениальности ] [ Правильно заданный вопрос содержит в себе половину ответа ]
Lander
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 953
Зарегистрирован: Вт июн 22, 2010 08:11:42

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Lander »

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



Кстати подумал, а атом-акцептор Бор полность переманивает электрон у Кремения или создает ковалетную связь, тоесть типа электрон Кремения начинает вращаться и вокруг атома Бора и атома Крмения. Но по идее если бы так было, то тогда откуда появилась бы дырка.

Если все таки появляется дыра, то ковалентной связи по крайне мере с атомом Кремния, у которо был украден электрон, не должно быть и атом кремения превращается в положительный Ион.

Но почему электрону Кремения нужно намного меньше энергии, что бы перейти к Бору, так и не разорбрался :)
Решил, что пока буду принимать это как должное, этакий закон Вселенной :) :))
Алексей2011
Родился
Сообщения: 8
Зарегистрирован: Ср июн 22, 2011 01:22:01

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Алексей2011 »

Надо еще немного почитать материал. Может что-то упустил из виду.
Аватара пользователя
yaotzin
Опытный кот
Сообщения: 782
Зарегистрирован: Вс фев 04, 2007 16:32:06

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение yaotzin »

Lander писал(а):
yaotzin писал(а):Думаю тут вопрос твой должен быть не почему валентный электрон перешел от одного атома к другому, а почему создаются ковалентные связи.?



Кстати подумал, а атом-акцептор Бор полность переманивает электрон у Кремения или создает ковалетную связь, тоесть типа электрон Кремения начинает вращаться и вокруг атома Бора и атома Крмения. Но по идее если бы так было, то тогда откуда появилась бы дырка.

Если все таки появляется дыра, то ковалентной связи по крайне мере с атомом Кремния, у которо был украден электрон, не должно быть и атом кремения превращается в положительный Ион.

Но почему электрону Кремения нужно намного меньше энергии, что бы перейти к Бору, так и не разорбрался :)
Решил, что пока буду принимать это как должное, этакий закон Вселенной :) :))


Как так полностью?, электроны только валентные покидают атомы, те что там еше есть электроны, на более низких уровнях они не покидают(может и покидают но только под нагревом или еше чемто - но не так много).
Ну не полностью этот электрон там крутится то к бору то к кремнию, но он там один а должно быть 2а электрона чтоб была
ковалентная связь.

Ну дырка означает свободное место где бы электрон (какой то другой смог бы впрыгнуть в эту дырку затратив мало энергии(ему легко ходить по дыркам)) посему электроны двигаются либо по дыркам в ковалентных связях либо в зоне проводимости - выше ковалентных связей.

Дырка в ковалентной связи!!!! там ходит не 2 электрона а 1


Что значит много меньше энергии, оно там все движется, т.е. электроны себе двигаются постоянно, нет такого чтоб электрон валентный перешел к бору и там остался(на то он и валентный), посветило солнце на материал - больше дырок станет и больше электронов в зоне проводимости, нагрелся материал тоже самое произойдет.


Ну если ты хочешь чтоб там ничего не двигалось - заморозь материал =]]]] по моему оно медленней станет.

Как бы читай тему там это было все, и я задавал такие же вопросы.
Аватара пользователя
yaotzin
Опытный кот
Сообщения: 782
Зарегистрирован: Вс фев 04, 2007 16:32:06

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение yaotzin »

П.С. Свободные электроны находятся - (выше ковалентных связей) - называется зона проводимости(свободная зона).
Валентная зона - ниже зоны проводимости - там ковалентные связи.
А еще ниже там электроны которые сильно связаны с протонами.
Аватара пользователя
yaotzin
Опытный кот
Сообщения: 782
Зарегистрирован: Вс фев 04, 2007 16:32:06

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение yaotzin »

каждый атом старается завершить свою последнюю оболочку - недостающим электроном, так создаются молекулы, и соотв. появляются положительные и отрицательные ионы.
Lander
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 953
Зарегистрирован: Вт июн 22, 2010 08:11:42

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Lander »

yaotzin писал(а):
Lander писал(а):
yaotzin писал(а):Что значит много меньше энергии, оно там все движется, т.е. электроны себе двигаются постоянно, нет такого чтоб электрон валентный перешел к бору и там остался(на то он и валентный), посветило солнце на материал - больше дырок станет и больше электронов в зоне проводимости, нагрелся материал тоже самое произойдет.
quote]



Много меньше по сравнению с собсвенным полупроводником, то есть чтобы в собсвенном полупроводнике, электрон смог оторваться от атома кремния нужно затратить больше энергии, чем по сравнению с тем, что электрон переходит на орбиту акцептора-Бора. Хотя перейдя на атом-Бора - это еще и не зона проводимости.

Тоесть если в собсвенном полупроводнике Кремнии один из элекронов просто взять и изьять, тлепортировать в другой участок Вселенной, то какая нужна энергия какого нибудь соседнего электрона Кремния, что бы он занял место этой дырки ?

Больше энергии перехода к акцептору-Бору или такую же ?
Аватара пользователя
yaotzin
Опытный кот
Сообщения: 782
Зарегистрирован: Вс фев 04, 2007 16:32:06

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение yaotzin »

Алексей2011

Легче начать с прямого включения диода, нарисуйте направление электрического поля (когда подключают источник питания) при прямом включении(направление электронов и дырок куда они идут стрелочками), направление силы диффузии (куда движутся электроны и дырки), направление электрического поля дрейфа - куда движутся электроны и дырки - и тогда вам станет все ясно.
При чем должны представить какая сила когда сильней, и при каком подключении.

Когда происходит диффузия электронов с N области в P, создается как бы внутренняя батарейка со своим электрическим полем которое направляет электроны назад с P области в N(если бы этого не было то все электроны растеклись бы равномерно по P - N материалам). Но когда вы подключаете источник питания к диоду в прямом направлении то (сила диффузии электронов в P + поле источника питания направляющего с N в P электроны) все же гараздо больше чем электрическое поле дрейфа направляющие электроны назад с P в N. Поэтому электронам пофиг на дрейф и они проходят барьер.

Как бы читайте тему там все это есть.
или нету =]
Последний раз редактировалось yaotzin Ср июн 22, 2011 18:29:15, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
yaotzin
Опытный кот
Сообщения: 782
Зарегистрирован: Вс фев 04, 2007 16:32:06

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение yaotzin »

Больше энергии перехода к акцептору-Бору или такую же ?

Это уже к P-N переходу не относится =] там формулы есть в книжке Барьеры, берите читайте я в это не вникал, просто понял что есть ковалентные связи и что есть дырка в ковалентной связи, даже в голову не приходил такой вопросы что вы задали =] Кто его знает больше или меньше если электрон будит кружится все время - также как и другие электроны у которых нет дырки в ковалентной связи, вы у Kotishe спросите, он наверняка знает =]
Аватара пользователя
yaotzin
Опытный кот
Сообщения: 782
Зарегистрирован: Вс фев 04, 2007 16:32:06

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение yaotzin »

Света писал(а):
Алексей2011 писал(а):...Ваши рассуждения больше применимы для диффузного перехода носителей без приложения внешнего электрического поля...

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.

Они туда переходят не из-за притяжения дырок а под силой диффузии, просто растекаются как вода пролитая на пол.
Аватара пользователя
yaotzin
Опытный кот
Сообщения: 782
Зарегистрирован: Вс фев 04, 2007 16:32:06

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение yaotzin »

Алексей2011 писал(а):Не могу найти себе покоя, когда не могу понять как работает такая довольно простая вещь, как диод. Я же не прошу выкладки с математическими формулами и расчетами. Я хочу всего лишь понять сам смысл, получить словесное описания с категориями больше, меньше, примерно равно и т.д. Не думаю, что такое объяснение потребует глубинных познаний в физике и будет занимать больше, чем половину страницы текста.

А ты пойми что этого простого - 99 процентов электриков да и других людей которые должны это знать не знают!!!! Мало того они еще говорят что это знают. :))) :))) :))) :))) :))) :)))

Я тебе даже больше скажу, в книжках описание занимает пол страницы - при чем автор сам не знает что пишет =]]]]
Последний раз редактировалось yaotzin Ср июн 22, 2011 18:26:03, всего редактировалось 1 раз.
Lander
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 953
Зарегистрирован: Вт июн 22, 2010 08:11:42

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Lander »

:)) :)) :)) :)))
Аватара пользователя
Света
Модератор
Сообщения: 10740
Зарегистрирован: Пн июл 07, 2008 10:46:09
Откуда: Россия

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Света »

Есть прекрасная книжечка, написанная достаточно просто, которая вполне может помочь разобраться с p-n переходом: Степаненко И.П. - Основы теории транзисторов и транзисторных схем (1977)
Если хотите, чтобы жизнь улыбалась вам, подарите ей своё хорошее настроение
Lander
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 953
Зарегистрирован: Вт июн 22, 2010 08:11:42

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Lander »

Не во всех книгах дается тупое описание. Вот в этой достаточно понятно, даже для меня (хотя вопросы все равно появились и я вновь на этом замечательном форуме :) )

Библиотечка "Квант". Выпуск 65. Барьеры
Аватара пользователя
yaotzin
Опытный кот
Сообщения: 782
Зарегистрирован: Вс фев 04, 2007 16:32:06

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение yaotzin »

Lander писал(а):Не во всех книгах дается тупое описание. Вот в этой достаточно понятно, даже для меня (хотя вопросы все равно появились и я вновь на этом замечательном форуме :) )

Библиотечка "Квант". Выпуск 65. Барьеры

Да отличная книга, там еще вторая есть забыл название, я их распечатал, очень хорошие книги.
Lander
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 953
Зарегистрирован: Вт июн 22, 2010 08:11:42

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Lander »

Блин, вдруг понял, что не понял.

Вот ввели пятивалентный Мышьяк в Кремний, четыре электрона Мышьяка вступили в связь с четырьма элетронами Кремния, а как ?? Если все электроны кремния образуют ковалентную (попарную) связь между собсвенными атомами. (?)

:(
Аватара пользователя
Gudd-Head
Друг Кота
Сообщения: 20092
Зарегистрирован: Чт сен 18, 2008 12:27:21
Откуда: Столица Мира Санкт-Петербург

Re: p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Сообщение Gudd-Head »

Lander писал(а):все электроны кремния образуют ковалентную (попарную) связь между собсвенными атомами.

А тут вместо собственного атома — мышьяк.
[ Всё дело не столько в вашей глупости, сколько в моей гениальности ] [ Правильно заданный вопрос содержит в себе половину ответа ]
Ответить

Вернуться в «Теория»