На рисунке 3 представлена вольтамперная характеристика идеального p-n перехода. В отсутствии внешнего смещения (V = 0 ) - система в равновесии

		Физика
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №16546
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

На рисунке 3 представлена вольтамперная характеристика идеального p-n перехода. В отсутствии внешнего смещения (V = 0 ) - система в равновесии - ток диффузии уравновешивается током проводимости;

При прямом смещении, когда положительный потенциал подан на pобласть, дырки устремляются навстречу электронам, которые, преодолевая пониженный потенциальный барьер в области pn-перехода попадают в p-область. При этом происходит рекомбинация электронов и дырок. Вследствие этого "чужие" носители заряда не проникают глубь полупроводников, погибая в области pnперехода. Протекание тока при этом можно представить в виде двух потоков - электронов и дырок, которые втекают в область рекомбинации с противоположных сторон. С увеличением напряжения возрастают скорости втекающих электронов и дырок и, соответственно, скорость их рекомбинации. При прямом смещении ток проводимости практически не меняется, а диффузионный ток растет экспоненциально (правая ветвь графика). При обратном смещении pn-перехода основные носители заряда оттягиваются от pn-перехода, высота потенциального барьера для них повышается, поэтому основные носители заряда не участвуют в создании электрического тока. Ток образуется неосновными носителями, концентрация которых гораздо меньше, и определяется их диффузией из нейтральных объемов полупроводника. Поэтому ток, протекающий при обратном смещении, выходит на константу и гораздо меньше тока при прямом смещении. В реальных же p-n переходах при больших прямых токах и смещениях растет вклад омического сопротивления полупроводника и экспоненциальность нарушается. Кроме того, при увеличении обратного смещения возникает так называемый пробой p-n-перехода, сопровождающегося возрастанием обратного тока при увеличении приложенного I V Is=const Рисунок 3. V I Рисунок 4 напряжения. Имеют место три вида пробоя: лавинный(1), туннельный(2), тепловой(3)(Рис. 4). Причиной этого отличия является то, что для идеального p-n перехода не учитывается тепловая генерация в области объемного заряда. Вследствие малой концентрации носителей заряда в p-n-переходе, скорость генерации пар носителей заряда в этой области преобладает над скоростью рекомбинации; любая пара носителей заряда, генерируемая в этой области, разделяется полем перехода, а следовательно, к тепловому току добавляется генерационная составляющая. Величина тока генерации пропорциональна ширине p-n перехода, а следовательно, зависит от приложенного обратного напряжения.