Изучение электронно-дырочного перехода

Студенты

Группа

Преподаватель

Дата

Челябинск

Цель работы: изучение вольтамперной характеристики полупроводникового диода, определение контактной разности потенциала.

Оборудование: полупроводниковый диод, электронный блок с миллиамперметром и вольтметром.

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Электронно-дырочный переход, или p-n переход, – это область контакта……..

Внесение ничтожных долей примеси в сверхчистый кристалл полупроводника изменяет тип проводимости. Полупроводник n -типа можно получить, если в кристалл 4-валентного, например германия, добавить небольшое количество …………………………. Один валентный электрон атома примеси окажется слабо участвующим в химической связи. Его сравнительно легко оторвать от атома за счёт энергии теплового движения. Поэтому в полупроводниках n -типа основными носителями заряда являются…………, а неосновными………

Полупроводник р -типа можно получить, если в кристалл 4-валентного сверхчистого полупроводника добавить небольшое количество ……………

………………………Одна химическая связь атома примеси оказывается незаполненной, то есть ……….. Основными носителями электрического заряда являются …………., а неосновными ………

При образовании контакта полупроводников с разным типом проводимости, вследствие теплового движения происходит диффузия электронов и дырок навстречу друг другу. В результате рекомбинации образовавшиеся в узлах кристаллической решетки ионы разного знака создают двойной электрический слой с контактной разностью потенциалов, U_к. Его смогут преодолеть только те заряды, энергия теплового движения которых превышает барьер. Их концентрация, по уравнению Больцмана, зависит от температуры:

Они создают ток диффузии:

Зато контактное поле не препятствует, а, наоборот, увлекает неосновные носители зарядов. Их движение создаёт ток дрейфа, противоположный току диффузии.

Электрическое внешнее поле при прямом включении ослабляет контактное поле и ток диффузии основных носителей возрастает. А ток дрейфа неосновных носителей остаётся постоянным. При обратном включении внешнего поля ток диффузии падает. Остаётся постоянный по величине ток дрейфа незначительный по величине. Результирующая сила тока определяется разностью тока диффузии и тока дрейфа:

Свойство односторонней проводимости используется в диодах.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Прямое Обратное