А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Інжектованих дірка

Інжектованих дірки досягають колекторного переходу не миттєво, так як час їх дифузії в базі звичайно. Струм /к починає рости в міру приходу інжектованих дірок, що дифундують в базі, до колекторному переході.Оскільки розподіл теплових швидкостей дірок описується законами статистики, час їх руху до колектора різному.

Інжектованих дірки рухаються в л-базі в напрямку до л - шару. Досягнувши л - л переходу, дірки не можуть подолати його потенційний бар'єрі накопичуються в л-базі, частково встигаючи рекомбінувати з електронами. Для компенсації позитивного заряду накопичених в л-базі дірок і рекомбінації з ними необхідний приплив електронів в л-базу. Потенційний бар'єр на п - п переході зменшується. Однак концентраціяелектронів в л - шарі набагато більше концентрації дірок в л-базі. Електронів з л - шару в л-базу надходить при цьому набагато більше, ніж дірок з л-бази в л - шар. Тому л - шар також називають емітером.

Структура, вольт-амперна характеристика та енергетичнідіаграми двохелектродного тиристора. Інжектованих дірки дифундують до р-я-переходу колектора, проходять через цей перехід і потрапляють в р-базу. Подальшому їх просуванню по тиристорної структурі перешкоджає невеликий потенційний бар'єр лівого емітерногопереходу. Отже, в р-базі відбувається накопичення надмірної позитивного заряду, що зумовлює збільшення інжекції електронів з - емітера. У результаті накопичення надмірної позитивного заряду в р-базі і негативного в n - базі при напрузі натиристорі (7ВКЛ (напрузі включення) відбувається різке збільшення струму, що проходить через тиристор, і одночасне зменшення падіння напруги на тиристори. В режимі, відповідному другій ділянці, напруга на колекторному переході виявляється прямим черезвеликого заряду, накопиченого в базах.

Інжектованих дірки в базові галузі продовжують дифузійне рух в базі - частина з них рекомбінує з електронами, що входять до бази в емітер, а інші наближаються до колекторному переході. На кордоні цьогопереходу нерекомбінірованние дірки потрапляють в зону дії поля переходу, який чинить на дірки ускоряющее дію.

Інжектованих дірки досягають колекторного переходу не миттєво, так як час їх дифузії в базі звичайно. Струм /к починає рости в міруприходу інжектованих дірок, що дифундують в базі, до колекторному переході. Оскільки розподіл теплових швидкостей дірок описується законами статистики, час їх руху до колектора різному.

Інжектованих дірки в базові галузі продовжуютьдифузійне рух в базі - частина з них рекомбінує з електронами, що входять до бази в емітер, а інші наближаються до колекторному переході. На кордоні цього переходу нерекомбінірованние дірки потрапляють в зону дії поля переходу, який чинить на діркиускоряющее дію.

Інжектованих дірки дифундують через область бази, в якій незначне їх число рекомбінує з електронами. Отже, існує потік електронів в базову область (з зовнішньої ланцюга), безперервно відновлює числоелектронів, втрачаються при рекомбінації. Решта дірки, що не беруть участь в рекомбінації, надходять на колектор.

Інжектованих дірки в базі внутрішнім полем при-жиму до р-л-переходу, і в л-області бази відбувається накопичення заряду.

Схема включенняодноперих-перехідного транзистора. | Вольт-амперні характеристики ВІД при різних положеннях світлового променя. /- В темряві. 2 - при освітленні 150. ББ, інжектованих дірки несуться в нижню частину бази, тому її опір ще більше зменшується. Падіння опору нижнійчастини бази призводить до - подальшого зменшення напруги Un і збільшенню Up - nt тому інжекція носіїв і струм через р - перехід продовжують рости.

Поздовжній транзистор типу р-п - ??р (а і поздовжній тиристор (б. У поздовжньому транзисторі інжектованих діркипереміщуються від емітера до колектора вздовж поверхні, що й визначило його назву.

Струми в транзисторі з колекторної витоком і залежність /г21Б транзистора з колекторної витоком від струму емітера. | Вхідні характеристики транзистора з колекторної витокомпри включенні по схемі з ОК (аналогічно одноперехідного транзистора,. Через колектор проходять тільки інжектованих дірки і Ajii; 1 за рахунок рекомбінації частини дірок в базі.

Як бачимо, концентрація інжектованих дірок залежить тільки від рівноважної щільностідірок у га-області і прикладеної напруги і не залежить від параметрів р-області.

Схема перемикання і осцилограми вхідної напруги і струму через діод. В процесі дифузії частина інжектованих дірок рекомбінує з електронами бази, тому концентраціянадлишкових дірок зменшується в міру віддалення від р-п переходу. При тривалому протіканні прямого струму процес рекомбінації дірок в базі врівноважується їх інжекцією р-п переходом.

Фототранзистор. а - структура фототранзистора. б - схема включення. Досягаючиколекторного р-п переходу, інжектованих дірки збільшують колекторний струм в значно більшій мірі, ніж ті дірки, що утворилися під дією світла безпосередньо в базі. Відбувається, таким чином, внутрішнє посилення фотоструму, яке обумовлюєбільш високу інтегральну чутливість фототранзисторів в порівнянні з фотодіодами.

Очевидно, що значна частина інжектованих дірок не потрапляє на емітер і буде рекомбінувати на поверхні, що прилягає до емітера, а також в обсязі пасивноїобласті бази.

Очевидно, що значна частина інжектованих дірок не потрапить на емітер і буде рекомбінувати на поверхні, що прилягає до емітера, а також в обсязі пасивної області бази.

Воно показує, що концентрація інжектованих дірокзменшується із збільшенням відстані від переходу за експоненціальним законом. Величина Ьд носить назву довжини дифузійного зміщення або, коротше, довжини дифузії дірок.

Воно показує, що концентрація інжектованих дірок затухає із збільшенням відстані відпереходу за експоненціальним законом. Запроваджена нами характеристична довжина Ld, є відстань, на якій концентрація надлишкових дірок зменшується в е 271 рази. Величина Ld носить назву довжини дифузійного зміщення або, коротше, довжини дифузії дірок.

Залежність ємності ступінчастого (а і плавного (б переходів від зворотного напруги. Дифузійна ємність Сд заряджається як інжектованих дірками, так і електронами, що компенсують заряд інжектованих дірок.

При високому рівні інжекції, коли концентраціяінжектованих дірок значно перевищує концентрацію рівноважних електронів, для підтримки градієнта концентрації електронів необхідно значне електричне поле. У цьому випадку перенесення струму має як дифузійну, так і дрейфовий природу. При цьомузростає дифузійна складова /пдіф, обумовлена ??зростанням градієнта електронів і компенсуюча дрейфовий складову /ПДР. Виник електричне поле впливає на струм неосновних носіїв, прискорюючи їх рух.

Авторами вирішенірівняння для визначення залежності щільності інжектованих дірок від відстані до краю емітера при малому і високому рівні інжекції. Для малого рівня інжекції отримані вирази, близькі до результату Флетчера.

Pі - складова струму колектора, створюванаінжектованих дірками; /Обр - зворотний струм колекторного переходу.

Оскільки товщина бази мала, то основна частина інжектованих дірок проходить її наскрізь. Як було показано при розгляді /) - га-переходу, падіння потенціалу в основному відбувається на самомупереході, а напруженість електричного поля в об'ємі напівпровідника виявляється малою Якщо дірки не инжектируются, то струм колектора попросту дорівнює струму насичення для переходу, на який подано зсув в запірному напрямку. Коли ж нерівноважні дірки досягаютьколектора, тоді внаслідок екстракції цих дірок відбувається збільшення струму колектора, який, як ми бачили, просто дорівнює струму дірок, що досягають р - га-переходу завдяки дифузії (див. гл. Якщо область з провідністю га-типу вузька, а час життя дірок достатньовелике, то майже всі інжектованих дірки досягнутий колектора. Збільшення струму емітера на величину 6 /в призведе до зростання діркового струму на величину у /е і якщо колектора досягає лише частина інжектованих дірок р, то струм колектора зросте на величинуPу /е;таким чином, коефіцієнт посилення по струму ару. Ми припускаємо при цьому, що колекторний струм майже повністю переноситься дірками, в чому легко можна переконатися шляхом створення колекторної /- області з речовини, що володіє більш високою провідністю, ніж матеріал зпровідністю га-типу, з якого приготовлена ??база. Отже, для транзисторів з переходами маємо а1 але а може лише незначно відрізнятися від одиниці.

Останньому виразі представляє повний заряд Qp, утворений інжектованих дірками в я-області.

Вплив модуляції товщини бази на вхідні величини. По-перше, зміна товщини бази впливає на ту частку інжектованих дірок, яка доходить до колектора, уникнувши рекомбінації.

Таким чином, в п-області накопичується надлишковий заряд фргшзбінжектованих дірок, і в /7-обла-сті - надлишковий заряд Qnpira6 інжектованих електронів.

Мопі[3]іншим методом, заснованим на припущенні, що інжектованих дірки рскомбшшруют з часом життя т, і що зразок досить довгий, щоб ця рекомбінаціямогла статися. Для виведення (17) названі припущення не потрібні. Тому наше співвідношення, приводячи для довгих зразків до тих же результатів, що і формула Мені для стаціонарного випадку, застосовне також до коротким зразкам. Інжекція носіїв струму через точковіконтакти і р - і-пероходи широко обговорювалася в літературі.

Pаспределеніе інжектованих дірок в базі транзистора. Якби в базі не було рекомбінації, то все інжектованих дірки доходили б до колектора і колекторний струм дорівнював би доречний складовоїемітерного струму, яка фактично дорівнює току емітера.

По перше, зміна товщини бази впливає на ту частку інжектованих дірок, яка доходить до колектора, уникнувши рекомбінації.

Під дією електричного поля в базі, створюваного напругою Убб,інжектованих дірки несуться в нижню частину бази, внаслідок чого її опір ще більше зменшується. Зменшення опору нижній частині бази призводить до подальшого зменшення напруги Vi і збільшенню УP-П, внаслідок чого інжекція носіїв і струм через р - /г-перехід продовжують рости. Таким чином, вхідна характеристика одноперехідного транзистора (рис. 5.9 6) відноситься до S-типу. Її істотною відмінністю від аналогічних характеристик інших приладів є те, що включення відбувається при практично нульових струмахемітера.

У процесі вимикання при біполярному режимі обратносмещенного керуючий перехід здійснює винесення інжектованих дірок, що знаходяться в області каналу. На етапі формування потенціального бар'єру в каналі дірки потрапляють в прискорююче поле,втягуюче їх в затвор Електрони, навпаки, відтісняються даним полем до осі каналу і до стокової області. У результаті відбувається інтенсивне розсмоктування накопиченого заряду, що супроводжується протіканням щодо великого по амплітуді негативного імпульсуструму затвора. Вимкнення ЗВТ в даному режимі якісно аналогічно переключенню діода з прямого стану в зворотне.

Таким чином, в n - області накопичується надлишковий заряд фрпізб інжектованих дірок, і в р-обла-сті - надлишковий заряд QBpiI06 інжектованихелектронів.

Збіднені шари в транзисторі і потенційна діаграма. У базі звичайного транзистора електричне поле відсутнє, тому подальший рух інжектованих дірок визначається процесом дифузії.

Нехай тепер Пхпп пп, що рівносильнотвердженням, що концентрація інжектованих дірок з р-області в га-область багато менше, ніж концентрація електронів, нормально присутніх в - області.

Як говорилося в § 1.3 при прямому зміщенні для компенсації об'ємного заряду інжектованих дірок в базудіода входить з омічного контакту (§ 1.7) така ж кількість електронів.

На рис. 3.15 показані діаграми еммітерного і колекторного струмів, а також розподіл інжектованих дірок в базі транзистора для трьох випадків.

Оскільки заряди електронів ідірок дорівнюють, то кількість увійшли електронів одно - кількістю інжектованих дірок.

Дифузійна ємність Сд заряджається як інжектованих дірками, так і електронами, що компенсують заряд інжектованих дірок.

Діркові інжекційні струми J вкристалах поручнів однакової товщини (15 мкм і з однієї і тієї ж партії. Крива 1 відповідає струму насичення, 2 - режиму ТОПЗ, 3 - інжекційний току, обумовленому рекомбінацією, з 5101 N розчину[Fe ( CN el4 - ( амплитуды уменьшены в пять раз. С увеличением скорости рекомбинации ( кривая 3 вольт-амперная характеристика приближается к соответствующей характеристике металла, в котором скорость рекомбинации высока. А ]та А представляють відповідно число молекул на одиницю площіповерхні кристала і число інжектованих дірок на одиницю площі поверхні кристала. Константи швидкості (в см3 - з 1) для прямих і зворотних реакцій позначені k і & red відповідно.

Схема включення р-п - ??р транзистора. Оскільки товщина бази W спеціальновибирається менше дифузійної довжини неосновних носіїв заряду Lp, рекомбінація в базі невелика і переважна частина інжектованих дірок дійде до колектора. Тому струм у вихідний ланцюга буде майже дорівнює току емітера. На включеному послідовно з колекторнимпереходом опорі навантаження Rn буде виділятися напруга, пропорційне протікає через нього струму колектора.

Вебстер звернув увагу на ту обставину, що з ростом струму емітера відбувається модуляція провідності базової області за рахунокзбільшення щільності інжектованих дірок і такого ж збільшення щільності електронів, обумовленого вимогою електронейтральності. Тому зі збільшенням струму емітера провідність базової області буде рости, коефіцієнт інжекції емітера Y (відношеннядіркового струму емітера до сумарного струму емітера) - падати, а втрати струму, обумовлені коефіцієнтом інжекції емітера (третій член правій частині (3 - 12), будуть рости.

Схема для вимірювання. Діод включений в прямому напрямку, через нього протікає прямий струм , в р-областівстановлюється розподіл інжектованих електронів, в п-області - інжектованих дірок.

Константа швидкості прямої реакції vf залежить від зовнішнього поля за механізмом взаємодії заряду з кулонівською полем дзеркального зображення, дія якогонаправлено на повернення інжектованих дірки до інжектується поверхні.

Так як ніякий перерозподіл вільних зарядів всередині електрично нейтрального напівпровідника не може компенсувати об'ємного заряду дірок, то для відновлення стануелектричної нейтральності напівпровідника з зовнішнього виводу повинне увійти додаткову кількість електронів, сумарний заряд яких буде дорівнює сумарному заряду інжектованих дірок. Оскільки електрон і дірка мають рівні за величиною і протилежні зазнаку заряди, то кількість електронів, що входять в обсяг напівпровідника з зовнішнього виводу, повинна дорівнювати кількості інжектованих дірок.

Для германієвого р-рр-переходу попередньої задачі обчислити: а) концентрацію дірок на кордоні збідненого носіями заряду шару і матеріалу n - типу, якщо на перехід подаються прямі і зворотні напруги 2550 і 100 мВ; б) пряме напруга, при якому концентрація інжектованих дірок становить 10% рівноважної концентрації електронів; в) питому провідність на кордоні збідненого носіями заряду шару в цьому випадку.

Тому електрони, накопичуючись в області п, утворюють надлишковий негативний заряд, який знижує висоту потенційного бар'єра переходу і, отже, викликає збільшення інжекції дірок з області р в область rii. Інжектованих дірки дифундують до переходу Я2 проходять через нього і потрапляють в область р2 накопичуючись там.

При додатку зовнішнього напруги в прямому напрямку з р-області в i-базу инжектируются дірки, а з - області електрони. Інжектованих дірки, диффундируя через базу, частково ре-комбінують з електронами, а частина, що залишилася пе-рп реходіт в n - область, де рекомбінація завершується швидше внаслідок більшої концентрації електронів. Аналогічно відбувається рух інжектованих електронів і.

При цьому на Еміт-терном переході виникає додаткове пряму напругу, що підсилює інжекції дірок з емітера в базу. Інжектованих дірки, досягаючи колекторного переходу, викликають додаткове збільшення струму колектора.

Структура, ВАХ та енергетичні діаграми діодного тиристора. Тому частина електронів, опинившись в потенційній ямі і-бази, утворює надлишковий негативний заряд, який, знижуючи висоту потенційного бар'єра правого емітерного переходу, викликає збільшення інжекції дірок з р-емітера в /г-базу. Інжектованих дірки дифундують до колекторному переході, втягуються полем колекторного переходу і потрапляють в р-базу. Подальшому їх просуванню по структурі тиристора перешкоджає невеликий потенційний бар'єр лівого емітерного переходу. Отже, в р-базі відбувається накопичення надмірної позитивного заряду, що зумовлює збільшення інжекції електронів з n - емітера.

Зонні діаграми для транзистора при різних режимах його роботи. При великій різниці в питомих опорах шарів Е і Б електронна складова струму, як відомо, не грає великої ролі і нею поки можна знехтувати. Інжектованих дірки, пройшовши базу, доходять до колекторного переходу і вільно проходять в колектор.