Действие внешнего напряжения p-n-переходах сильно легированных полупроводников - Туннельный диод и его свойства
В туннельном диоде материал должен быть сильно легированным, чтобы уровень Ферми n-области находился в зоне проводимости, а уровень Ферми р-области -- в валентной зоне (а). При таком легировании с концентрацией примеси 1019 - 1020 см-3 примесные состояния перестают быть изолированными в кристалле. Они начинают перекрываться с зоной проводимости или валентной зоной: уровень Ферми при этом смещается в одну из зон и газ носителей заряда в этой зоне становится вырожденным. Это приводит не только к очень малой ширине р -- n-перехода (~1 нм), но и к очень важному изменению вольтамперной характеристики диода. Обедненный слой становится настолько тонким, что туннелирование электронов происходит даже при очень небольших смещениях.
Принцип действия туннельного диода. Вследствие сильного легирования уровень Ферми не находится в запрещенной зоне, а -- нулевое смещение; б -- обратное смещение; в -- небольшое прямое смещение; г -- большое прямое смещение.
Рассмотрим сначала случай обратного смещения (б). Если к туннельному диоду приложить обратное напряжение, то электроны из р-области (с энергиями в верхней части валентной зоны, т. е. электроны, образующие ковалентные связи), непосредственно окажутся (и физически, и по энергии) напротив вакантных состоянии n-области, и через переход потечет туннельный ток. Таким образом, в этом случае диод действует как обычный проводник. Подобный эффект имеет место при туннельном пробое в стабилитроне.
Если же к туннельному диоду приложить небольшое прямое напряжение (в), то он будет вести себя как проводник вплоть до некоторого критического напряжения, при котором энергия дна зоны проводимости n-области сравняется с потолком валентной зоны р-области. При этом туннельный эффект прекращается, поскольку для электронов зоны проводимости не оказывается разрешенных энергетических состояний по другую сторону перехода. При прямом напряжении, превышающем напряжение отсечки туннельного тока (г), проводимость, как и в обычном диоде, целиком обеспечивается тепловым возбуждением электронов.
Похожие статьи
-
Введение - Туннельный диод и его свойства
Туннельный диод, двухэлектродный электронный прибор на основе полупроводникового кристалла, в котором имеется очень узкий потенциальный барьер,...
-
Образование р-n-перехода - Туннельный диод и его свойства
Контакт двух полупроводников, р - и n - типа называется р-n-переходом. Рассмотрим процессы, проходящие на границе двух полупроводников с разными типами...
-
Результирующая вольт-амперная характеристика туннельного диода определяется комбинацией туннельных и тепловых свойств и имеет довольно необычный вид. В...
-
Туннельный эффект -- квантовое явление проникновения микрочастицы из одной классически доступной области движения в другую, отделенную от первой...
-
Диод Шоттки (назван в честь немецкого физика Baльтера Шоттки) - полупроводниковый диод с малым падением напряжения при прямом включении. Диоды Шоттки...
-
Полупроводники - Электротехника. Электротехническое материаловедение
Задача 1 . Обратный ток насыщения I S германиевого P - N -перехода, мкА. Какое напряжение U F нужно приложить к P - N -переходу в прямом направлении,...
-
Напряжения в трубопроводе в переходных зонах
Аннотация Методом математического моделирования с учетом взаимодействия грунта с подземной трубой исследованы закономерности формирования...
-
При определении остаточных напряжений используется теория стержней, основанная на гипотезе плоских сечений. Остаточное напряженное состояние...
-
Принцип действия лазеров - Лазеры
Лазерное излучение - есть свечение объектов при нормальных температурах. Но обычных условиях большинство атомов находятся в низшем энергетическом...
-
Применительно к лазерным технологиям используется термин гигантский импульс. Таковым называют импульс, обладающей очень большой энергией при сверхмалой...
-
Способ установки зоны загиба влияет на основные показатели его качества - точность разливки. При выборе способа установки зоны загиба необходимо...
-
Свойства титана Титан - металл серого цвета. Он имеет две полиморфные модификации. Отличительными особенностями являются хорошие механические свойства,...
-
Генератор и регулятор напряжения Использование на современных автомобилях генераторов и транзисторных регуляторов переменного тока значительно упростило...
-
Свойства полимеров - Изготовление деталей из пластмасс
Все свойства полимеров зависят от их химического состава и молекулярной массы. Прочность, твердость, температура перехода, диэлектрическая проницаемость,...
-
Рассмотрим более общий случай плоского (двухосного) напряженного состояния, когда отличны от нуля два главных напряжения ?1 и ?2 (рис. 2.27, А)....
-
Состав материалов должен обеспечивать получение в отливке заданных физико-механических и физико-химических свойств; свойства и структура должны быть...
-
Принцип действия рассматриваемого электропривода состоит в следующем: при отклонении положения панели СБ от оптимального положения относительно светового...
-
Определение межосевого расстояния и параметров зубчатых колес второй ступени. В соответствиями с указаниями [1] принимаем = 490 М; = 1,01; = 0,1; =427...
-
ЗАКОН ПАРНОСТИ КАСАТЕЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ - Коэффициент запаса прочности
Определим нормальные и касательные напряжения на двух взаимно перпендикулярных площадках. Для площадки, наклоненной под углом ?, по формулам [6] и...
-
Бериллий и сплавы на его основе, Свойства бериллия, Бериллиевые сплавы - Сплавы цветных металлов
Свойства бериллия Бериллий - металл серого цвета, обладающий полиморфизмом. Помимо очень высоких удельных прочности и жесткости, бериллий имеет большую...
-
Для полного суждения о прочности материала необходимо уметь определять напряжения, действующие по любому наклонному сечению растянутого (сжатого)...
-
Химические свойства металлов - Металлы и их свойства
Основным химическим свойством металлов является способность их атомов легко отдавать свои валентные электроны и переходить в положительно заряженные...
-
На основе диаграммы состояний "железо - цементит" и построенного графика термической обработки опишите превращения в структуре стали при нагреве,...
-
Принцип действия, Классификация - Источники тока (аккумуляторные батареи)
Основу химических источников тока составляют два электрода (катод, содержащий окислитель и анод, содержащий восстановитель), контактирующих с...
-
Хром - очень распространенный легирующий элемент. Он повышает точку А3 и понижают точку А4 (замыкает область г-железа). Температура эвтектоидного...
-
Фактические нагрузки, действующие на деталь, и свойства материалов, из которых она изготовлена, могут значительно отличаться от тех, которые принимаются...
-
1. Плоскостность. Требование, означающее строгую параллельность лицевой стороны, куда наносят пленку, к тыльной стороне. Это необходимо как для...
-
Применяемые в производстве вещества и материалы, даже очень чистые, за частую имеют некоторое количество чужеродных атомов, оказываясь на поверхности,...
-
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛАВНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И ПОЛОЖЕНИЯ ГЛАВНЫХ ПЛОЩАДОК - Коэффициент запаса прочности
Рассмотрим обратную задачу. Даны нормальные и касательные напряжения, действующие по граням элемента (рис. 2.28, А). Требуется определить положение...
-
Для измерения деформаций широко применяются проволочные тензорезисторы. Они используются также и при исследовании остаточных напряжений. Тензорезисторы в...
-
Промышленные аккумуляторы, Применение - Принцип действия и использование аккумуляторов
Положительные пластины при производстве промышленных аккумуляторов покрывают толстым слоем перекиси свинца. Отрицательные пластины изготавливаются из...
-
Значительные остаточные напряжения могут возникать после механической обработки (точения, фрезерования, шлифования и др.). Особенность этих остаточных...
-
-транспортировка зоны загиба и его частей к месту монтажа. -установка зоны загиба -предварительная выверка уровнем положения станины (или основания) на...
-
Допускаемые напряжения - Редуктор двухступенчатый цилиндрический
В соответствии с рекомендациями [2] допускаемые конструкционные напряжения при расчете на выносливость опредиляются по формуле: (1) Где: - базовый предел...
-
Назначение, устройство и ПБЭ фритюрницы ФЭСМ-20 - Устройство ПБЭ
Фритюрница ФЭСМ-20 - это устройство для жаренья кулинарных изделий в растительном или животном жире. Фритюрница ФЭСМ-20 предназначена как для...
-
Заземляющие устройства предварительно рассчитывают. Цель расчета определить основные параметры заземляющего устройства: число, размеры и размещение...
-
Шум, даже когда он невелик, создает значительную нагрузку на нервную систему человека, оказывает на него психологическое воздействие. Под воздействием...
-
Общие положения Улучшение условий труда, его содержание, безопасности в неразрывной связи с экологической защищенностью человека - органическая составная...
-
Подвод тока в плавильное пространство электродуговой печи осуществляется тремя электродами цилиндрической формы. Материал электрода должен обладать...
-
Функциональная схема системы На основании исходных дифференциальных уравнений функциональную схему системы отработки заданного напряжения можно...
Действие внешнего напряжения p-n-переходах сильно легированных полупроводников - Туннельный диод и его свойства