Избыточный заряд - дырка
Cтраница 3
Дырки, вошедшие в электронный полупроводник, создали там электрическое поле. Под действием этого поля, одновременно с появлением дырок, из внешней цепи поступают дополнительные электроны, которые нейтрализуют избыточный заряд дырок, чем сохраняется электрическая нейтральность. Такое же явление происходит и в дырочном полупроводнике. [31]
Зависимость обратного тока через диод от времени irr ( t) также получается из решения нестационарного уравнения непрерывности. Таким образом, при принудительном переключении диода, в отличие от рассмотренного выше случая спада прямого тока до нуля, избыточный заряд дырок в n - базе исчезает как за счет рекомбинации, так и благодаря его уходу через обратносмещенный р - л переход. [32]
В чем же состоит это явление. При работе транзистора в схеме ключа, когда требуется быстро перевести транзистор из открытого состояния в закрытое или наоборот, необходимо быстро накопить в области базы избыточный заряд дырок и электронов или рассосать его. При быстром накоплении избыточного заряда или его рассасывании в цепи базы протекают большие токи. В связи с этим различные точки базы оказываются под разным потенциалом по отношению к сильнолегированному, эквипотенциальному, эмиттеру. В результате при открывании транзистора ток кумулируется в периферийных областях эмиттера, наиболее близко расположенных к базовым контактам, а при запирании - наоборот в областях, наиболее удаленных от базовых контактов. [33]
На рис. 8.23 представлены расчетные зависимости отношения Q ( i) / Q ( 0) от скорости спада тока при 1т 300 А и нескольких значениях времени жизни дырок в базе HI. Видно, что отношение Q ( t) / Q ( 0) возрастает с ростом скорости спада тока, стремясь в пределе к 1, так как при больших скоростях избыточный заряд дырок в базе п практически не успевает рекомбинировать за время спада тока до нуля. [34]
При t - t ток через тиристор равен нулю. Избыточный заряд в базе pz быстро уменьшается до нуля. Кроме того, часть избыточных носителей из базы Рч через технологические шунты переходит в эмиттерный слой п2 и рекомбинирует в этом слое. Избыточный заряд дырок в базе п при t ti стремится равномерно распределиться по толщине этой базы ( рис, 8.20), и неравновесные концентрации дырок в базе i на границах переходов / 1 и / 2 приближенно равны друг другу. Напряжения на этих переходах при этом также примерно равны друг Другу, но противоположны по полярности. [36]
Обратное напряжение при этом полностью падает на р - п переходе, который мгновенно смещается в обратном направлении. Концентрация избыточных дырок в базе диода на границе с р - п переходом также мгновенно уменьшается до нуля. Это резкое изменение граничной концентрации дырок как раз и обеспечивает бесконечно большой всплеск обратного тока. В последующие моменты времени после переключения избыточный заряд дырок в п-ба-зе, накопленный в период протекания прямого тока, постепенно убывает из-за их ухода через обратносмещен-ный р - п переход и рекомбинации в п-базе. [37]
При введении в кремний или германий примесей III группы ( алюминия, бора или индия), называемых акцепторными, в кристаллической решетке ( рис. 1.1, в) в месте расположения атома примеси появляется дополнительный энергетический уровень, расположенный вблизи валентной зоны и незаполненный при температуре абсолютного нуля. За счет прихода электрона от соседнего атома основного вещества ( например, при нагреве до комнатной температуры) образуется отрицательный ион примеси, а на месте оборванной связи положительный заряд - дырка. Локальные энергетические уровни примесей расположены теперь около валентной зоны и легко берут на себя электроны из этой зоны, приводя к образованию дырок. Основными носителями при этом становятся дырки, неосновными - электроны. Избыточный заряд дырок уравновешивается зарядом отрицательных ионов, при этом сохраняется электрическая нейтральность полупроводника. Полупроводник с акцепторной примесью называется полупроводником р-типа. [38]
Страницы: 1 2 3