Тема доклада: Диоды Гетероперехода. Диоды Ганна.

Туннельный пробой в полупроводниках.

p+-n+ переход, образованный двумя вырожденными полупроводниками. В полупроводнике n+-типа все состояния в зоне проводимости вплоть до уровня Ферми заняты электронами, а в полупроводнике p+-типа - дырками. Для диффузионного тока (прямого) большая высота потенциального барьера. для дрейфового тока (обратного) концентрация неосновных носителей мала и поэтому обратный ток тоже будет мал.

Геометрическая ширина p+-n+ перехода оказывается сравнима с дебройлевской длиной волны электрона. Можно ожидать проявления квантово-механических эффектов, одним из которых является туннелирование через потенциальный барьер. При узком барьере вероятность туннельного просачивания через барьер отлична от нуля. При обратном напряжении ток в диоде обусловлен туннельным переходом электронов из валентной зоны на свободные места в зоне проводимости. Поскольку концентрация электронов и число мест велики, то туннельный ток резко возрастает с ростом обратного напряжения. При прямом напряжении ток в диоде обусловлен туннельным переходом электронов из зоны проводимости на свободные места в валентной зоне. При небольшом прямом напряжении против электронов зоны проводимости начинают появляться свободные места в валентной зоне. По мере роста напряжения число свободных мест возрастает. Туннельный ток достигает максимума, когда все свободные места в валентной зоне оказываются по энергии напротив энергетических уровней, занятых электронами в зоне проводимости.

По мере роста прямого напряжения, число свободных мест начинает уменьшаться, т.к. по энергии напротив уровней, занятых электронами в зоне проводимости, оказывается состояние в запрещенной зоне. Ток превращается в ноль, когда запрещенная зона p+ полупроводника будет находиться по энергии напротив уровней, занятых электронами в зоне проводимости. При дальнейшем росте прямого напряжения появляется компонента обычного диффузионного тока p-n перехода. Процесс установления тока при быстрых изменениях напряжения называют переходным процессом.Это связано с накоплением неосновных носителей в базе диода, при его прямом включении и их рассасывании в базе при быстром изменении полярности напряжения.

Т.к. электрическое поле в базе обычного диода отсутствует, то движение неосновных носителей в базе определяется законами диффузии и происходит относительно медленно. Кинетика накопления носителей в базе и их рассасывание влияют на динамические свойства диодов в режиме переключения. При прямом смещении диода на основе несимметричного p-n перехода происходит инжекция неравновесных дырок в базу диода. Изменение во времени и пространстве неравновесных инжектированных дырок в базе описывается. уравнением непрерывности:

Назад
  |Содерание|Вверх|  
Вперёд