p-n Переход (электронно-дырочный переход)

Здесь принимаются все самые невообразимые вопросы... Главное - не стесняйтесь. Поверьте, у нас поначалу вопросы были еще глупее :)
Аватара пользователя
KBH-I
Потрогал лапой паяльник
Сообщения: 342
Зарегистрирован: Пн ноя 23, 2009 17:35:38
Откуда: всё в этом мире относительно, как сказал старик Альберт...

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

Сообщение KBH-I »

Kotische писал(а):для кремния 200*С - не такая уж большая температура, собственных носителей ни ней ещё достаточно мало, pn-переход от этого значительно не пострадвет

Kotische писал(а):полупроводники с широкой зоной (такие как арсенид галлия и карбид кремния) возрастания температуры до 200* вообще не заметят!

Вы о чём это?
Не видел пока ни одного кремниевого транзистора, выдерживающего больше +150*С.
И светодиодов, хоть GaAs, хоть SiC - тоже.
В ДШ на мощные с/д (>1Вт) и вообще пишут, что выше +75*С начинается деградация перехода с необратимым снижением светового потока.

А, въехал. Это без подачи питания. Пардон.
)
"В стране искателей истины не существует человеческих авторитетов. Над тем, кто попытается изображать здесь начальство, посмеются боги."
(с) старик Альберт.
Аватара пользователя
Kotische
Опытный кот
Сообщения: 885
Зарегистрирован: Сб июл 19, 2008 02:16:33
Откуда: Саратов

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

Сообщение Kotische »

Речь в моих постах шла о влиянии температуры на концентрацию свободных носителей собственной проводимости полупроводника.
Это простая модель полупроводникового кристалла описывающая зависимость проводимости от температуры. Ни о какой деградации перехода речь не шла вообще.
Деградация перехода это совершенно не имеющий к рассматриваемой теме процесс, причем подача питания ни к первому ни ко второму тоже в первом приближении не имеет никакого отношения.
Деградация в основном обусловлена миграцией легирующих примесей и дефектов кристаллической решетки под действием теплового колебания атомов и тока проводимости. А в мощных светодиодах ещё и люминофор выгорает.
Если хотелось поговорить о деградации п.п. приборов то так бы сразу и говорил. Зачем валить в одну кучу кислое с мягким?! :kill:
МКС
Встал на лапы
Сообщения: 147
Зарегистрирован: Чт янв 10, 2013 21:03:18

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

Сообщение МКС »

Если кому еще эта тема интересна, есть старые добрые советские учебные фильмы о полупроводниках и транзисторах:

Полупроводники: http://www.youtube.com/watch?v=6uuQzBzkbgc
Транзисторы: http://www.youtube.com/watch?v=-zTaHEuMgWo
Artiom N.
Открыл глаза
Сообщения: 50
Зарегистрирован: Вс сен 29, 2013 10:57:18

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

Сообщение Artiom N. »

Отличные фильмы.
Аналогично есть советские фильмы по РПУ (на утубе поискать "Радиоприёмные устройства").
Аватара пользователя
RadioNoob
Встал на лапы
Сообщения: 96
Зарегистрирован: Вс мар 23, 2014 18:17:42

Вопрос про диоды

Сообщение RadioNoob »

У меня возникли вопросы в ходе изучения диодов

а именно:

1) Стабилитрон и стабистор. Разница только в использовании обр вах у стабилитрона и прямой вах у стабистора ?
2)Тунельные и обращенные диоды.....практически не понял вообще...только то что у них есть участок обратного дифференциального сопротивления, а как на практике его использовать?
3) Лавинопролетные диоды, магнито диоды, диоды ганна, тоже не понятно....

Объясните пожалуйста где и каких случаях используются данные диоды, за счет чего применяют именно тот или иной тип в данном устройстве тд

В интернете прочитал несколько статей, всё равно почти ничего не понятно......может кто нибудь сможет своими словами объяснить?

И если кто может коротко и своими словами про pin переход рассказать будет замечательно

Или если кто знает скажите в какой книге можно об этом прочитать ( только где доступно и понятно всё описано )
Последний раз редактировалось Gudd-Head Ср апр 02, 2014 11:32:17, всего редактировалось 1 раз.
Причина: Сюда перенёс
Аватара пользователя
BOB51
Друг Кота
Сообщения: 15546
Зарегистрирован: Вт мар 16, 2010 22:02:27
Откуда: ДОНЕЦК

Re: Вопрос про диоды

Сообщение BOB51 »

Сейчас до таких дебрей токмо в учебных заведениях докапываются. :))
А для читания посмотри подборку Массовая Радио Библиотека (серия МРБ) и В помощь РадиоЛюбителю (серия ВРЛ)
где-то вот на этом пространстве:
http://elektromehanika.org/load/serii_tekh_lit_ry/10
и вот здеся:
http://publ.lib.ru/ARCHIVES/_CLASSES/TE ... h_rad.html
8)
Аватара пользователя
Gudd-Head
Друг Кота
Сообщения: 20092
Зарегистрирован: Чт сен 18, 2008 12:27:21
Откуда: Столица Мира Санкт-Петербург

Re: Вопрос про диоды

Сообщение Gudd-Head »

RadioNoob писал(а):1) Стабилитрон и стабистор. Разница только в использовании обр вах у стабилитрона и прямой вах у стабистора ?
2)Тунельные и обращенные диоды.....практически не понял вообще...только то что у них есть участок обратного дифференциального сопротивления, а как на практике его использовать?
3) Лавинопролетные диоды, магнито диоды, диоды ганна, тоже не понятно....

1. Да, стабистор работает на прямой ветви ВАХ и, как правило, стабилизирует малые напряжения.
2. С участком отрицательного диф. сопротивления можно собрать генератор.
3. Диод Ганна позволяет генерить ВЧ колебания.
[ Всё дело не столько в вашей глупости, сколько в моей гениальности ] [ Правильно заданный вопрос содержит в себе половину ответа ]
Аватара пользователя
RadioNoob
Встал на лапы
Сообщения: 96
Зарегистрирован: Вс мар 23, 2014 18:17:42

Re: Вопрос про диоды

Сообщение RadioNoob »

BOB51 писал(а):Сейчас до таких дебрей токмо в учебных заведениях докапываются. :))
А для читания посмотри подборку Массовая Радио Библиотека (серия МРБ) и В помощь РадиоЛюбителю (серия ВРЛ)
где-то вот на этом пространстве:
http://elektromehanika.org/load/serii_tekh_lit_ry/10
и вот здеся:
http://publ.lib.ru/ARCHIVES/_CLASSES/TE ... h_rad.html
8)


Спасибо :)
Нет до меня не докапываются, мне просто интересно всё это, вот и пытаюсь понять и выучить)))

Gudd-Head писал(а):
RadioNoob писал(а):1) Стабилитрон и стабистор. Разница только в использовании обр вах у стабилитрона и прямой вах у стабистора ?
2)Тунельные и обращенные диоды.....практически не понял вообще...только то что у них есть участок обратного дифференциального сопротивления, а как на практике его использовать?
3) Лавинопролетные диоды, магнито диоды, диоды ганна, тоже не понятно....

1. Да, стабистор работает на прямой ветви ВАХ и, как правило, стабилизирует малые напряжения.
2. С участком отрицательного диф. сопротивления можно собрать генератор.
3. Диод Ганна позволяет генерить ВЧ колебания.


Окей :) Спасибо :)
Dim130
Родился
Сообщения: 8
Зарегистрирован: Пн апр 21, 2014 19:57:12

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

Сообщение Dim130 »

Помогите ответом кто знает. Дырка диффундирует в n-область, где рекомбинирует с электроном при этом становясь нейтральным атомом, в результате чего на границе перехода в n-области возникает положительный заряд из-за избытка положительных ионов примеси. Вопрос в следующем: каким образом дырка может попасть в n- область, ведь для этого понадобится что бы электрон ушел с орбиты атома германия (кремния) или атома примеси (но тогда атом примеси станет нейтральным) и улетел в p-область, с чего бы ему вдруг покидать насиженное место ? и если такое и происходит в результате теплового движения, то таких перемещений будет крайне мало ( по сути это неосновной носитель заряда получается), не понятно мне это. Еще вопрос такой: в перемещении дырок учавствуют ли атомы примеси ? или став однажды ионами они больше не отдают электроны и все перемещение дырок идет через атомы того же германия, соответственно в p-области существуют отрицательные ионы, нейтральные атомы кристалла, дырки и электроны ? а в n-области ионы донора, нейтральные атомы кристалла и электроны ? Если же предположить, что в p-области все атомы кристалла отдали свои электроны атомам примеси, став при этом дырками, то возникает вопрос: а как же дырки перемещаются ? значит ионы акцептора должны снова отдавать электроны атомам кристалла, становясь при этом нейтральными вакантными местами ? в общем белиберда какая-то, не понимаю ! Поясните пожалуйста, кто разбирается.
Аватара пользователя
yaotzin
Опытный кот
Сообщения: 782
Зарегистрирован: Вс фев 04, 2007 16:32:06

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

Сообщение yaotzin »

прочтите всю тему :))) там ответ есть :)))
Аватара пользователя
Kotische
Опытный кот
Сообщения: 885
Зарегистрирован: Сб июл 19, 2008 02:16:33
Откуда: Саратов

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

Сообщение Kotische »

Dim130 писал(а):Дырка диффундирует в n-область, где рекомбинирует с электроном при этом становясь нейтральным атомом, в результате чего на границе перехода в n-области возникает положительный заряд из-за избытка положительных ионов примеси. Вопрос в следующем: каким образом дырка может попасть в n- область, ведь для этого понадобится что бы электрон ушел с орбиты атома германия (кремния) или атома примеси (но тогда атом примеси станет нейтральным) и улетел в p-область, с чего бы ему вдруг покидать насиженное место ?
Движение дырок - модельная абстракция, на самом деле движутся только электроны.
Если электрон не перейдет от атома к атому, то и дырка никуда не двинется.
Фишка в том что электрон квантовый объект обладающий волновыми свойствами и если у электрона есть отличная от нуля возможность/вероятность кудато перейти то он обязательно туда перейдет, вопрос лишь во времени который займет этот переход.

Dim130 писал(а): и если такое и происходит в результате теплового движения, то таких перемещений будет крайне мало ( по сути это неосновной носитель заряда получается), не понятно мне это.
Зато концентрация атомов в кристалле О-ГО-ГОО!!!

Dim130 писал(а): Еще вопрос такой: в перемещении дырок учавствуют ли атомы примеси ? или став однажды ионами они больше не отдают электроны и все перемещение дырок идет через атомы того же германия, соответственно в p-области существуют отрицательные ионы, нейтральные атомы кристалла, дырки и электроны ? а в n-области ионы донора, нейтральные атомы кристалла и электроны ? Если же предположить, что в p-области все атомы кристалла отдали свои электроны атомам примеси, став при этом дырками, то возникает вопрос: а как же дырки перемещаются ? значит ионы акцептора должны снова отдавать электроны атомам кристалла, становясь при этом нейтральными вакантными местами ? в общем белиберда какая-то, не понимаю ! Поясните пожалуйста, кто разбирается.
Электрон и дырка теоретически может перемещаться и по атомам основного полупроводника и по атомам примеси, НО!...
надо понимать, что "свободный" электрон в кристалле на самом деле не является "свободным", он находится на каком то энергитическом уровне атома и перемещается от одного атома к другому посредством тунеллирования.
Эффективно тунелирование происходит только в том случае когда точка отправления и точка прибытия имеют одинаковый уровень энергии.
Примесный атом имеет несколько другие уровни энергий поэтому вероятность тунелирования атом полупроводника - атом примеси очень сильно меньше чем вероятность тунелирования атом полупроводника - атом полупроводника.
Что бы произошло такое тунелирование именно в этой точке должен находиться фонон (квант колебательной энергии) именно такой величины как разница энергитический уровней примесь-полупроводник, вероятность такого события крайне мала, поэтому можно считать что атомы примеси в процессе движения электронов/дырок практически не участвуют.
Аватара пользователя
Frensis
Вымогатель припоя
Сообщения: 607
Зарегистрирован: Вс июн 08, 2008 14:26:20
Откуда: г. Астрахань
Контактная информация:

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

Сообщение Frensis »

Допустим Pn переход смещен в прямом направлении. Дырки из p области инжектируются в n, а электроны из n в p. При этом дырки и электроны будут рекомбинировать в p и n областях. Непонятно вот что. Сам прямой ток-ток диффузии обусловлен количеством дошедших дырок и ушедших в минус источника(аналогично дошедших до плюса и ушедших в него электронов)? Т.е. рекомбинация-исчезновение дырки и электрона -это есть некоторая потеря прямого тока диффузии, т.е. издержки?
Т.е. представим себе некий вымышленный p-n переход, в котором нет места явлению рекомбинации. Тогда при прямом смещении перехода, все инжектированные неосновные носители будут доходить до выводов источника питания, не рекомбинируя с основными носителями? Т.е. прямой(диффузионный) ток будет больше, чем в реальном p-n переходе?
Аватара пользователя
Kotische
Опытный кот
Сообщения: 885
Зарегистрирован: Сб июл 19, 2008 02:16:33
Откуда: Саратов

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

Сообщение Kotische »

Нееее. Ток мы меряем на внешних клеммах.
В клемму электон зашел - ток зарегистрировали,
а что там дальше с электроном случилось - пофиг, ток то он уже создал.
Аватара пользователя
Frensis
Вымогатель припоя
Сообщения: 607
Зарегистрирован: Вс июн 08, 2008 14:26:20
Откуда: г. Астрахань
Контактная информация:

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

Сообщение Frensis »

Да это все понятно, что мы меряем ток в клемме. Вы не поняли моего вопроса. Я имел ввиду, что ток создается ведь не за счет рекомбинации? Как раз, наоборот, те носители-электроны и дырки, которые избежали рекомбинации и достигли выводов источника-ведь они определяют ток в цепи?
Аватара пользователя
Kotische
Опытный кот
Сообщения: 885
Зарегистрирован: Сб июл 19, 2008 02:16:33
Откуда: Саратов

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

Сообщение Kotische »

Нет. Ток создают электроны миновавшие конкретное сечение провода.
Удобно разместить это сечение на граниче полупроводник-клемма.
Пофигу что внутри пп происходит рекомбинация.
Аватара пользователя
Frensis
Вымогатель припоя
Сообщения: 607
Зарегистрирован: Вс июн 08, 2008 14:26:20
Откуда: г. Астрахань
Контактная информация:

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

Сообщение Frensis »

Тьфу ты, опять 25. Вы даже не вдумываетесь в вопрос. Ну будьте повнимательнее. Ну очевидно же, что непрорекомбинировавшие заряды, дошедшие до клемм и ушедшие в источник формируют ток.
Аватара пользователя
Kotische
Опытный кот
Сообщения: 885
Зарегистрирован: Сб июл 19, 2008 02:16:33
Откуда: Саратов

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

Сообщение Kotische »

Да нет же! Не очевидно.
Если электрон пройдет кристалл насквозь, с другого конца в кристалл не сможет попасть дырка. Т.е. электронный ток в два раза выростет, зато дырочный упадет до нуля. Суммарный ток останется неизменным.
Для образования тока важно распределение свободного заряда вдоль кристалла.
Аватара пользователя
Frensis
Вымогатель припоя
Сообщения: 607
Зарегистрирован: Вс июн 08, 2008 14:26:20
Откуда: г. Астрахань
Контактная информация:

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

Сообщение Frensis »

Послушайте, если электрон уходит в +, это равносильно тому, что из + выходит дырка.
Электроны, которые двигаются от - источника, по n области, pn переходу, p области и уходят в +. Это есть ток свободных электронов(или электронный ток)
Электроны, которые двигаются от - источника, по n области и начинают занимают место дырок, затем снова освобождаются и снова занимают место дырок, а также сами инжектируются в p область и там занимают и освобождают дырочные места равносильно тому, что если бы дырка, инжектируясь в n область, продвигалась бы к - источника. Так вот ток электронов, которые достигли + источника путем серий такой чехарды будет называться дырочным током.




УПС!! Прошу прощения. Я ошибся в выделенной подчеркиванием фразе. В дырочной составляющей тока места дырок могут занимать только валентные электроны. Т.е. в дырочной составляющей тока расходуются валентные электроны. Но т.к. у n полупроводника в связи с уходом валентных электронов нарушится электронейтральность, то, для того, чтобы она не нарушалась, из - источника будет поступать столько свободных электронов, сколько будет уходить валентных. Насчет дальнейшего не уверен, но думаю так: пришедшие из источника свободные электроны будут занимать место валентных, а приближающаяся к - выводу источника дырка, будут притягивать электрон уже от источника(а не валентный электрон), что равносильно уходу дырки в минус источника. Только вот незнаю, будет ли это называться рекомбинацией или нет?(т.е. когда дырка уходит в минус источника?)
Аватара пользователя
Kotische
Опытный кот
Сообщения: 885
Зарегистрирован: Сб июл 19, 2008 02:16:33
Откуда: Саратов

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

Сообщение Kotische »

При наличии тока проводимости рекомбинация крайне маловероятна.
Рекомбинация это переход электрона в атоме с одного уровня на другой, сопровождающийся выделением кванта энергии. Если рядом есть свободный электрон то гороздо вероятнее что дырку займет именно он, а не электрон с другого энергитического уровня.
Аватара пользователя
Frensis
Вымогатель припоя
Сообщения: 607
Зарегистрирован: Вс июн 08, 2008 14:26:20
Откуда: г. Астрахань
Контактная информация:

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

Сообщение Frensis »

[uquote="Kotische",url="/forum/viewtopic.php?p=3295923#p3295923"]Если рядом есть свободный электрон то гороздо вероятнее что дырку займет именно он, а не электрон с другого энергитического уровня.[/uquote]
А вот и нет. Дело в том, что вероятность встречи дырки и электрона в объеме полупроводника крайне мала(это в книжке так написано, сейчас уже не помню в какой). Так что вероятней всего, что на место дырки придет валентный электрон одного из соседних атомов. На месте покинувшего валентного электрона соседнего атома образуется дырка. Таким образом и осуществляется дырочная проводимость(дырка путешествует из p области в n).

А то, что вы говорите, когда на месте дырки приходит электрон-это называется рекомбинацией. И она, как я понял, осуществляется тогда, когда неосновные носители, например, дырки в n области уходят в минус источника.
Ответить

Вернуться в «Теория»