Полупроводниковые диоды

ЛЕКЦИЯ 7. ВИДЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ

Диодом называют полупроводниковый прибор с одним выпрямляющим переходом и двумя электрическими выводами (контактами).

В качестве выпрямляющего электрического перехода (П _вып)в полупроводниковых диодах может быть использован p-n - переход (анизотипный гомо- или гетеропереход) или выпрямляющий переход металл – полупроводник (переход Шоттки). В диоде с p-n переходом или с гетеропереходом кроме выпрямляющего перехода должно быть два невыпрямляющих (омических) перехода металл – полупролводник(П _ом), через которые p - и n -области диода соединены с электрическими выводами М (рис.1,а). В диоде с переходом Шоттки имется один омический переход (рис.1,б).

Обычно p - n - переход создают на основе монокристалла кремния или германия (Si и Ge – элементы IV группы), внедряя акцепторные (элементы III группы: индий, галлий, алюминий, бор) и донорные (элементы V группы: сурьма, фосфор, мышьяк) примеси. Если концентрации акцепторных N _a и донорных N _d примесей равны, то p - n - переход называется симметричным. Для изготовления полупроводниковых диодов, как правило, используют несимметричные p - n - переходы. В них имеется низкоомная область эмиттера с большой концентрацией атомов примеси N = 10¹⁷¸10¹⁹ см^-3 и высокоомная область базы с низкой концентрацией атомов примеси N = 10¹⁴¸10¹⁵ см^-3. На рисунках эмиттерные области часто обозначают значками: p ^{+ _} эмиттер дырок и n ⁺ – эмиттер электронов. Так, на рис. 1, а представлен несимметричный p - n - переход с эмиттером электронов. Ток через несимметричный p - n - переход создается одним типом носителей. Вклад второго типа носителей в общий ток является несущественным.

Концентрация примесей на границе полупроводников p и n - типов может изменяться скачкообразно или плавно, соответственно такие типы p - n переходов будут называться резкими и плавными.

В зависимости от соотношения линейных размеров p - n - перехода и характеристической длины различают плоскостные и точечные диоды. Характеристической длиной для диода является наименьшая из двух величин: средняя длина диффузии неосновных носителей в базе или толщина базы. У плоскостного диода линейные размеры, значительно больше, а у точечного меньше характеристической длины.