Что такое обедненный слой
Обедненный слой
Смотреть что такое «Обедненный слой» в других словарях:
обедненный слой — Слой полупроводника, в котором концентрация основных носителей заряда меньше разности концентрации ионизованных доноров и акцепторов. [ГОСТ 15133 77] Тематики полупроводниковые приборы EN depletion layer DE Verarmungsschicht FR couche de… … Справочник технического переводчика
ОБЕДНЕННЫЙ СЛОЙ — поверхностный слой металла с пониженным, по сравнению с основным металлом отливки, содержанием углерода из за частичного обезуглероживания. При малом обезуглероживании обедненный слой является поверхностным слоем, при сильном обезуглероживании… … Металлургический словарь
обедненный слой — nuskurdintasis sluoksnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Tirpalo sluoksnis, kuriame medžiagos koncentracija mažesnė negu tirpalo tūryje. atitikmenys: angl. denuted layer; depleted layer; depletion layer rus. истощенный слой; обедненный слой … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
обедненный слой — Слой полупроводника, в котором вследствие наличия потенциального барьера концентрация основных носителей меньше разности концентрации ионизованных доноров и акцепторов … Политехнический терминологический толковый словарь
запирающий слой — Ндп. запорный слой Обедненный слой между двумя областями полупроводника с различными типами электропроводности или между полупроводником и металлом. [ГОСТ 15133 77] запирающий слой [Лугинский Я. Н. и др. Англо русский словарь по электротехнике и… … Справочник технического переводчика
истощенный слой — nuskurdintasis sluoksnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Tirpalo sluoksnis, kuriame medžiagos koncentracija mažesnė negu tirpalo tūryje. atitikmenys: angl. denuted layer; depleted layer; depletion layer rus. истощенный слой; обедненный слой … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Обезуглероженный слой — 55. Обезуглероженный слой Поверхностный слой стали или чугуна, потерявший частично (или весь) углерод вследствие взаимодействия с коррозионной средой Электрохимическая коррозия Источник: ГОСТ 5272 68: Коррозия металлов. Термины оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Лавинно-пролетный диод — (ЛПД, IMPATT диод) диод, основанный на лавинном умножении носителей заряда. Лавинно пролетные диоды применяются в основном для генерации колебаний в диапазоне СВЧ. Процессы, происходящие в полупроводниковой структуре диода, ведут к тому, что… … Википедия
denuted layer — nuskurdintasis sluoksnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Tirpalo sluoksnis, kuriame medžiagos koncentracija mažesnė negu tirpalo tūryje. atitikmenys: angl. denuted layer; depleted layer; depletion layer rus. истощенный слой; обедненный слой … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
depleted layer — nuskurdintasis sluoksnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Tirpalo sluoksnis, kuriame medžiagos koncentracija mažesnė negu tirpalo tūryje. atitikmenys: angl. denuted layer; depleted layer; depletion layer rus. истощенный слой; обедненный слой … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
ОБЕДНЕННЫЙ СЛОЙ
Смотреть что такое «ОБЕДНЕННЫЙ СЛОЙ» в других словарях:
обедненный слой — Слой полупроводника, в котором концентрация основных носителей заряда меньше разности концентрации ионизованных доноров и акцепторов. [ГОСТ 15133 77] Тематики полупроводниковые приборы EN depletion layer DE Verarmungsschicht FR couche de… … Справочник технического переводчика
Обедненный слой — поверхностный слой металла с пониженным, по сравнению с основным металлом отливки, содержанием углерода из за частичного обезуглероживания. При малом обезуглероживании обедненный слой является поверхностным слоем, при сильном обезуглероживании… … Энциклопедический словарь по металлургии
обедненный слой — nuskurdintasis sluoksnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Tirpalo sluoksnis, kuriame medžiagos koncentracija mažesnė negu tirpalo tūryje. atitikmenys: angl. denuted layer; depleted layer; depletion layer rus. истощенный слой; обедненный слой … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
обедненный слой — Слой полупроводника, в котором вследствие наличия потенциального барьера концентрация основных носителей меньше разности концентрации ионизованных доноров и акцепторов … Политехнический терминологический толковый словарь
запирающий слой — Ндп. запорный слой Обедненный слой между двумя областями полупроводника с различными типами электропроводности или между полупроводником и металлом. [ГОСТ 15133 77] запирающий слой [Лугинский Я. Н. и др. Англо русский словарь по электротехнике и… … Справочник технического переводчика
истощенный слой — nuskurdintasis sluoksnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Tirpalo sluoksnis, kuriame medžiagos koncentracija mažesnė negu tirpalo tūryje. atitikmenys: angl. denuted layer; depleted layer; depletion layer rus. истощенный слой; обедненный слой … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Обезуглероженный слой — 55. Обезуглероженный слой Поверхностный слой стали или чугуна, потерявший частично (или весь) углерод вследствие взаимодействия с коррозионной средой Электрохимическая коррозия Источник: ГОСТ 5272 68: Коррозия металлов. Термины оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Лавинно-пролетный диод — (ЛПД, IMPATT диод) диод, основанный на лавинном умножении носителей заряда. Лавинно пролетные диоды применяются в основном для генерации колебаний в диапазоне СВЧ. Процессы, происходящие в полупроводниковой структуре диода, ведут к тому, что… … Википедия
denuted layer — nuskurdintasis sluoksnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Tirpalo sluoksnis, kuriame medžiagos koncentracija mažesnė negu tirpalo tūryje. atitikmenys: angl. denuted layer; depleted layer; depletion layer rus. истощенный слой; обедненный слой … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
depleted layer — nuskurdintasis sluoksnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Tirpalo sluoksnis, kuriame medžiagos koncentracija mažesnė negu tirpalo tūryje. atitikmenys: angl. denuted layer; depleted layer; depletion layer rus. истощенный слой; обедненный слой … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Электронно-дырочный переход (p-n переход)
Электронно-дырочный переход – область на границе двух полупроводников, один из которых имеет электронную, а другой – дырочную электропроводность.
Поскольку концентрация дырок в полупроводнике р-типа много больше, чем в полупроводнике n-типа, и, напротив, в полупроводнике n-типа выше концентрация электронов, то на границе раздела полупроводников различной электропроводности создается перепад (градиент) концентрации дырок и электронов. Это вызывает диффузионное перемещение дырок из р-области в n-область и электронов в противоположном направлении и их рекомбинацию.
В результате ухода дырок из приконтактной области р-типа и электронов из приконтактной области n-типа на этих участках образуется обедненный от подвижных носителей заряда слой и появляется некомпенсированный отрицательный заряд за счет ионов акцепторной примеси (в приконтактной области р-типа) и положительный заряд за счет ионов донорной примеси (в приконтактной области n-типа). На рис. 4, а обедненный слой отмечен треугольниками со знаками «—» и «+», обозначающими отрицательные и положительные ионы соответственно акцепторной и донорной примесей. Таким образом, обедненный слой представляет собой, область полупроводника с определенной плотностью объемного заряда, наличие которого приводит к образованию электрического поля (на рис. 4, а направление напряженности этого поля показано вектором Е). Это поле препятствует дальнейшему диффузионному перемещению дырок из полупроводника р-типа в полупроводник n-типа и электронов в противоположном направлении. Поскольку обедненный слой обладает незначительной электропроводностью, так как в нем практи-чески отсутствуют положительные носители заряда, его называют запирающим слоем.
В то же время электроны из p-области могут свободно перемещаться в n-область, а дырки – из n- области — в p-область. Таким образом, обедненный (запирающий) слой образует поле, препятствующее движению основных носителей и не препятствующее движению неосновных носителей.Образуемая двойным электрическим полем контактная разность потенциалов называется потенциальным барьером φк (рис.4а).
Если подключить к p-n-переходу внешнее напряжение Uобр таким образом, чтобы плюс был приложен к области полупроводника n-типа, а минус — к области полупроводника
р-типа (такое включение называют обратным, рис. 4, б), то обедненный слой расширится, так как под воздействием внешнего напряжения электроны и дырки, как основные носители заряда, смещаются от р-n-перехода в разные стороны. Потенциальный барьер возрастает и становится равным φк + Uобр., т.к. внешнее напряжение совпадает с контактной разностью потенциалов. Ширина нового обедненного слоя увеличивается. Сопротивление перехода велико, ток через него мал, так как обусловлен неосновными носителями (дрейфовая составляющая тока). Ток называетсяобратным, а p-n-переход закрытым.
Связь между прямым током и приложенным к р-n-переходу прямым напряжением Uпр определяется выражением
(1)
где φт – тепловой потенциал (при нормальной температуре φт ≈ 0,28 В).
Значение обратного тока можно определить из уравнения (1), заменив значение Unp на
-Uобр. Учитывая, что в рабочей части диапазона обратных токов φт 
Если обратное напряжение превышает некоторое значение Uобр.пр. (рис. 5), называемое пробивным, то обратный ток резко возрастает. Если его не ограничить, то произойдет электрический пробой р-n-перехода, сопровождаемый часто тепловым пробоем. Электрический пробой объясняется тем, что при Uобр > Uобр.пр. электрическое поле в р-n-переходе становится столь сильным, что в состоянии сообщить электронам и дыркам, энергию, достаточную для ударной ионизации вещества перехода с лавинообразным процессом размножения дополнительных пар зарядов. Эти пары способствуют резкому возрастанию обратного тока. Кратковременный электрический пробой не разрушает p-n-перехода, т. е. является обратимым явлением. При тепловом же пробое происходит недопустимый перегрев р-n-перехода и он выходит из строя.
С ростом температуры возрастают как прямой, так и обратный ток. Вольтамперная характеристика р-n-перехода при более высокой температуре показана на рис. 5 пунктирной линией.
Электронно-дырочный переход
Граница между двумя соседними областями полупроводника, одна из которых обладает проводимостью n-типа, а другая p-типа, называется электронно-дырочным переходом (p-n-переходом). Он является основой большинства полупроводниковых приборов. Наиболее широко применяются плоскостные и точечные p-n-переходы.
Плоскостной p-n-переход представляет собой слоисто-контактный элемент в объеме кристалла на границе двух полупроводников с проводимостями p- и n-типов
(рис. 1.2, а). В производстве полупроводниковых приборов и интегральных микросхем применяются переходы типа р+- n- или р- п+ переходы. Индекс «+» подчеркивает большую электропроводность данной области монокристалла.
Рис. 1.2 Плоскостный (а) и точечный (б) p-n переходы
Рассмотрим физические процессы в плоскостном p-n-переходе (рис. 1.3). Поскольку концентрация электронов в полупроводнике n-типа значительно больше, чем в полупроводнике p-типа и, напротив, в полупроводнике p-типа высокая концентрация дырок, то на границе раздела полупроводников создается перепад (градиент) концентрации дырок dp/dx и электронов dn/dx. Это вызывает диффузионное перемещение электронов из n-области в p-область и дырок в противоположном направлении. Плотности дырочной и электронной составляющих диффузионного тока, обусловленных перемещением основных носителей, определяются выражениями:
где Dn и Dp – коэффициенты диффузии соответственно электронов и дырок.
Рис. 1.3 Структура p-n перехода
Электрический заряд дырки в формуле (1.7) принят равным электрическому заряду электрона, но противоположного знака, а знак «—» при dp/dx и dn/dx указывает, что диффузия идет в сторону уменьшения концентрации.
В результате ухода электронов из приконтактной области n-типа и дырок из приконтактной области p-типа на этих участках образуется обедненный от подвижных носителей заряда слой и появляется нескомпенсированный положительный заряд за счет ионов донорной примеси (в приконтактной области n-типа) и отрицательный заряд за счет ионов акцепторной примеси (в приконтактной области p-типа). Обедненный слой представляет таким образом область полупроводника с соответствующей плотностью объемного заряда, наличие которого приводит к образованию электрического поля (на рис. 1.3 направление напряженности этого поля отражено вектором E, препятствующего дальнейшему диффузионному перемещению электронов из полупроводника n-типа в полупроводник р-типа и дырок в противоположном направлении. Поскольку обедненный слой обладает малой электропроводностью, так как в нем практически отсутствуют подвижные носители заряда, его еще называют запирающим слоем.
Под действием электрического поля через p-n-переход могут перемещаться (дрейфовать) лишь неосновные носители, т. е. дырки из полупроводника n-типа и электроны из полупроводника p-типа, которые обусловливают дрейфовый ток. Плотность дырочной и электронной составляющих дрейфового тока можно определить, воспользовавшись значениями проводимостей собственного полупроводника из выражения (1.6):
Общая плотность тока через p-n-переход определяется суммой диффузионных и дрейфовых составляющих плотностей токов, которые при отсутствии внешнего напряжения равны. Так как диффузионный и дрейфовый потоки зарядов через p-n-переход перемещаются во встречном направлении, то они компенсируют друг друга. Поэтому в равновесном состоянии общая плотность тока через p-n-переход равна
Наличие двойного электрического слоя обусловливает возникновение в p-n-переходе контактной разности потенциалов, претерпевающей наибольшее изменение на границе полупроводников n-p-типов и называемой потенциальным барьером jк. Величина потенциального барьера определяется уравнением
где jТ = kT/q – тепловой потенциал (при нормальной температуре, т. е. при T =300 К jТ » » 0,026 В); рп и np – концентрация дырок и электронов в полупроводниках n- и р-типов. У германиевых переходов jТ = (0,3 – 0,4) В, у кремниевых jТ = (0,7 – 0,8) В.
Если подключить к p-n-переходу источник внешнего напряжения таким образом, чтобы плюс был приложен к области полупроводника n-типа, а минус – к области полупроводника p-типа (такое включение называют обратным, рис. 1.4), то обедненный слой расширяется, так как под воздействием внешнего напряжения электроны и дырки смещаются от p-n-перехода в разные стороны. При этом высота потенциального барьера также возрастает и становится равной jк+ u (рис. 1.5), поскольку напряжение внешнего смещения включено согласно контактной разности потенциалов.
Рис 1.4 Обратное смещение перехода
Рис 1.5 Изменение потенциального барьера
Так как напряжение внешнего источника прикладывается встречно контактной разности потенциалов, то потенциальный барьер снижается на величину u (см.
рис. 1.7), и создаются условия для инжекции основных носителей – дырок из полупроводника p-типа в полупроводник n-типа, а электронов – в противоположном направлении. При этом через p—n-переход протекает большой прямой ток, обусловленный основными носителями заряда. Дальнейшее снижение потенциального барьера ведет к росту прямого тока при неизменном значении обратного дрейфового тока.
В процессе технологической обработки кристалла примесь вводится таким образом, что ее концентрация, а следовательно, концентрация основных носителей в одной из областей кристалла (обычно в полупроводнике p-типа) на два-три порядка превышает концентрацию примеси в другой области. Область с высокой концентрацией примеси (низкоомная область) является основным источником носителей подвижных зарядов через p—n-переход и называется эмиттером. Область с низкой концентрацией примеси является высокоомной и называется базой. Поэтому доминирующей составляющей прямого тока, протекающего через p—n-переход и состоящего из электронной и дырочной составляющих, будет та, которая определяется основными носителями зарядов области с более высокой их концентрацией
При |Uпр| >> jТ переход по существу исчезает и ток ограничивается лишь сопротивлением (единицы и даже десятки ом) базовой области rб.
Вольтамперная характеристика (ВАХ) p—n-перехода, построенная на основании выражений (1.10) и (1.11), имеет вид, показанный на рис. 1.8. Область ВАХ, лежащая в первом квадранте, соответствует прямому включению p—n-перехода, а лежащая в третьем квадранте – обратному. Как отмечалось выше, при достаточно большом обратном напряжении возникает пробой перехода. Пробоем называют резкое изменение режима работы перехода, находящегося под обратным напряжением.
Характерной особенностью этого изменения является резкое уменьшение дифференциального сопротивления перехода r диф = du / di ( u и i – напряжение на переходе и ток перехода соответственно). После начала пробоя незначительное увеличение обратного напряжения сопровождается резким увеличением обратного тока. В процессе пробоя ток может увеличиваться при неизменном и даже уменьшающемся (по модулю) обратном напряжении (в последнем случае дифференциальное сопротивление оказывается отрицательным). На ВАХ перехода (рис. 1.9) пробою соответствует область резкого изгиба характеристики вниз в третьем квадранте.
Рис. 1.8 Вольтамперная характеристика (а) и схема включения стабилитрона (б)
Различают три вида пробоя p-n-перехода: туннельный, лавинный и тепловой. И туннельный, и лавинный пробой принято называть электрическим пробоем.
Механизм лавинного пробоя подобен механизму ударной ионизации в газах. Лавинный пробой возникает, если при движении до очередного соударения с атомом дырка (или электрон) приобретает энергию, достаточную для ионизации атома. В результате число носителей резко возрастает, и ток через переход растёт. Расстояние, которое проходит носитель заряда до соударения, называют длиной свободного пробега. Лавинный пробой имеет место в переходах с высокоомной базой (имеющей большое удельное сопротивление). Характерно, что при этом пробое напряжение на переходе мало зависит от тока через него (крутопадающий участок в третьем квадранте ВАХ, см. рис. 1.9).
При тепловом пробое увеличение тока объясняется разогревом полупроводника в области р-n-перехода и соответствующим увеличением удельной проводимости. Тепловой пробой характеризуется отрицательным дифференциальным сопротивлением. Если полупроводник – кремний, то при увеличении обратного напряжения тепловой пробой обычно возникает после электрического (во время электрического пробоя полупроводник разогревается, а затем начинается тепловой пробой). После электрического пробоя p-n-переход не изменяет своих свойств. После теплового пробоя, если полупроводник успел нагреться достаточно сильно, свойства перехода необратимо изменяются (полупроводниковый прибор выходит из строя).
Как уже отмечалось, вследствие диффузии электронов и дырок через p-n-переход в области перехода возникают нескомпенсированные объемные (пространственные) заряды ионизированных атомов примесей, которые закреплены в узлах кристаллической решетки полупроводника и поэтому не участвуют в процессе протекания электрического тока. Однако объемные заряды создают электрическое поле, которое, в свою очередь, самым существенным образом влияет на движение свободных носителей электричества, т. е. на процесс протекания тока.
Изменение внешнего напряжения, приложенного к p-n-переходу, изменяет величину объемного пространственного заряда обедненного слоя. Следовательно, p-n-переход ведет себя как плоский конденсатор, емкость которого, определяемая отношением изменения пространственного заряда ¶Q к изменению напряжения ¶U при обратном включении перехода, называется барьерной и может быть найдена из уравнения
где e0 – диэлектрическая проницаемость вакуума; e – относительная диэлектрическая
обедненный слой
Смотреть что такое «обедненный слой» в других словарях:
обедненный слой — Слой полупроводника, в котором концентрация основных носителей заряда меньше разности концентрации ионизованных доноров и акцепторов. [ГОСТ 15133 77] Тематики полупроводниковые приборы EN depletion layer DE Verarmungsschicht FR couche de… … Справочник технического переводчика
Обедненный слой — поверхностный слой металла с пониженным, по сравнению с основным металлом отливки, содержанием углерода из за частичного обезуглероживания. При малом обезуглероживании обедненный слой является поверхностным слоем, при сильном обезуглероживании… … Энциклопедический словарь по металлургии
ОБЕДНЕННЫЙ СЛОЙ — поверхностный слой металла с пониженным, по сравнению с основным металлом отливки, содержанием углерода из за частичного обезуглероживания. При малом обезуглероживании обедненный слой является поверхностным слоем, при сильном обезуглероживании… … Металлургический словарь
обедненный слой — nuskurdintasis sluoksnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Tirpalo sluoksnis, kuriame medžiagos koncentracija mažesnė negu tirpalo tūryje. atitikmenys: angl. denuted layer; depleted layer; depletion layer rus. истощенный слой; обедненный слой … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
запирающий слой — Ндп. запорный слой Обедненный слой между двумя областями полупроводника с различными типами электропроводности или между полупроводником и металлом. [ГОСТ 15133 77] запирающий слой [Лугинский Я. Н. и др. Англо русский словарь по электротехнике и… … Справочник технического переводчика
истощенный слой — nuskurdintasis sluoksnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Tirpalo sluoksnis, kuriame medžiagos koncentracija mažesnė negu tirpalo tūryje. atitikmenys: angl. denuted layer; depleted layer; depletion layer rus. истощенный слой; обедненный слой … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Обезуглероженный слой — 55. Обезуглероженный слой Поверхностный слой стали или чугуна, потерявший частично (или весь) углерод вследствие взаимодействия с коррозионной средой Электрохимическая коррозия Источник: ГОСТ 5272 68: Коррозия металлов. Термины оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Лавинно-пролетный диод — (ЛПД, IMPATT диод) диод, основанный на лавинном умножении носителей заряда. Лавинно пролетные диоды применяются в основном для генерации колебаний в диапазоне СВЧ. Процессы, происходящие в полупроводниковой структуре диода, ведут к тому, что… … Википедия
denuted layer — nuskurdintasis sluoksnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Tirpalo sluoksnis, kuriame medžiagos koncentracija mažesnė negu tirpalo tūryje. atitikmenys: angl. denuted layer; depleted layer; depletion layer rus. истощенный слой; обедненный слой … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
depleted layer — nuskurdintasis sluoksnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Tirpalo sluoksnis, kuriame medžiagos koncentracija mažesnė negu tirpalo tūryje. atitikmenys: angl. denuted layer; depleted layer; depletion layer rus. истощенный слой; обедненный слой … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas