МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Математический факультет Лабораторная работа №5
Изучение электрических свойств p-n перехода Выполнила: студентка гр. 47а
Нигматьянова В. Д.
Проверила:
Сагдаткиреева М. Б. Уфа – 2010
Изучение свойств p-n перехода Приборы и принадлежности: измерительное устройство, объекты исследования (диоды).
Цель работы: 1) Изучение свойств p-n перехода.
2)Получение вольтамперной характеристики.
3)Получение вольтфарадной характеристики.
4)Определение концентрации примеси.
Краткая теория.
Полупроводники могут иметь два типа примесной проводимости: электронную (n-тип), обусловленную донорными примесями, и дырочную (p-тип), обусловленную акцепторными примесями. В n-полупроводнике основные носители заряда – электроны, а в p-полупроводнике-дырки. Кроме основных носителей заряда в каждом веществе в значительно меньшем количестве содержатся и неосновные носители заряда противоположного знака. Они возникают за счет разрушения ковалентных связей.
Граница соприкосновения двух полупроводников, один из которых имеет электронную, а другой – дырочную проводимость, называется p-n переходом. Практически p-n переход создается не механическим контактом двух полупроводников, а внесением донорных и акцепторных примесей в различные части чистого полупроводника. Эти переходы являются основной большинства современных полупроводниковых приборов.
По своему характеру p-n переходы бывают резкие и плавные, симметричные и несимметричные. В резких p-n переходах концентрация доноров и акцепторов меняются скачкообразно на границе раздела. В симметричных p-n переходах концентрация основных носителей по обе стороны перехода равны, в несимметричных – резко различаются.
Рассмотрим резкий p-n переход (рис 1), в котором концентрация дозорной ND и акцепторной NA примесной изменяются скачком на границе раздела. Будем считать, что переход является несимметричным, например NA>ND. Обозначим концентрацию основных носителей в p-n области через pp, в n- области через nn, а концентрацию неосновных носителей соответственно через np и pn соответственно. При комнатной температуре обычно все примесные уровни ионизованы, тогда справедливо pp=NA и nn=ND. а)
б)
Рис 1. Структура p-n перехода (а), распределение примесной (б) В состоянии термодинамическое равновесия концентрации основных и неосновных носителей связаны законом действующих масс: (1) где - концентрация собственных носителей тока.
Электроны из n-области, где их концентрация выше будут диффундировать в p-область. Диффузия дырок будет происходить в обратном направлении. За счет ухода дырок в слое p- области, примыкающем к границе раздела появится отрицательный объёмный заряд, обусловленный некомпенсированными отрицательными ионами акцепторной примеси. Аналогично диффузия электронов из n- и p- область будет сопровождаться образованием положительного заряда ионами донорной примеси в n-области. Наличие заряда в приконтактной облети вызывает появление электрического поля. Следовательного, на границе раздела имеется разность потенциалов , называемая контактной. Это поле называется дрейфовый ток неосновных носителей,
Похожие работы
Тема: Изучение свойств P-N-перехода различными методами |
Предмет/Тип: Физика (Реферат) |
Тема: Изучение свойств P-N-перехода различными методами |
Предмет/Тип: Физика (Реферат) |
Тема: Исследование электрических свойств низкотемпературной плазмы |
Предмет/Тип: Физика (Курсовая работа (т)) |
Тема: Изучение особенностей электрических свойств магнитных жидкостей |
Предмет/Тип: Физика (Курсовая работа (т)) |
Тема: Изучение особенностей электрических свойств магнитных жидкостей |
Предмет/Тип: Физика (Курсовая работа (п)) |
Интересная статья: Быстрое написание курсовой работы