Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Высокий уровень инжекции

Читайте также:
  1. R Уровень активности больных инфарктом миокарда
  2. Базовый уровень подготовки
  3. Базовый уровень среднего профессионального образования
  4. Базовый уровень среднего профессионального образования
  5. Биотический уровень
  6. Бытовой уровень. Что такое счастье и смысл жизни.
  7. Вместе с тем анализ состояния информационной безопасности Российской Федерации показывает, что ее уровень не в полной мере соответствует потребностям общества и государства.
  8. Вся энергия перешла на другой уровень, на другую плоскость существования. Грязь стала лотосом, но она все еще здесь. Грязь неотделима от лотоса; она была преобразована.
  9. Высокий Ренессанс в Венеции
  10. Высокий Ренессанс в Средней Италии

Аналитические выражения для ВАХ р-перехода (1.35) и (1.39) выводились исходя из условия малых плотностей токов, протекающих через р-n-переход (малый уровень инжекции).

Уровни инжекции ранжируются, по соотношению величин концентрации неосновных носителей, инжектированных в базе, и равновесной концентрации основных носителей в базе.

Для р+-n-переходов:Dpn<< nn0— малый уровень инжекции (МУИ), и pnгр – pn0 =Dpn>> nn0— высокий уровень инжекции (ВУИ).

Процессы, происходящие в р-n-переходах при больших плотностях тока, во многом определяютих работу и существенно видоизменяют аналитические выражения для ВАХ р-n-переходов. Подробнее рассмотрим те эффекты, которые учитываются при выводе аналитического выражения для ВАХ р-n-перехода, работающего при высоком уровне инжекции.

Во-первых, появляется электрическое поле в базе, направление которого способствует быстрейшему переходу неосновных носителей через базу. Появление поля вызвано следующим: в n-базу поступает такое количество неосновных носителей Dpn, которое нарушает квазинейтральность области; для ее обеспечения из вывода базы в базовую область поступает такое же количество основных носителей Dnn»Dpn. Образуется электрическое поле, направленное от ОПЗ в глубь базы. Покажем, что наличие электрического поля в базе такого направления приводит к удвоению коэффициента диффузии неосновных носителей в базе.

Так как мы анализируем р+-n-переход, то можно полагать, что плотность электронного тока близка к нулю:

jn = q nn mn e + q Dn grad n » 0 (1.58)

Из(1.58) .

Так как Dn/mn = kT/q = Dp/mp и полагая, что grad n = grad p, получаем

(1.59)

Плотность дырочного тока с учетом (1.59)запишем как

(1.60)

Из условия электронейтральности мы заключили, что Dpn»Dnn,

но Dpn = pn – pn0, Dnn = nn – nn0.

Полагая, что величина концентрации pn0 очень мала по сравнению с другими величинами концентрации, в выражении (1.60) имеем nn = pn – nn0. Подставляя выражение для nn в (1.60), получим

(1.61)

При малом уровне инжекции Dpn» pn<< nn0, учитывая это в выражении (1.61), получаем известное выражение для плотности диффузионного тока

jp = – q Dp grad p.

При высоком уровне инжекиии рn>> nn0 и выражение (1.61) запишется как



jp = -q 2Dp grad p (1.62)

Следовательно, коэффициент диффузии неосновных носителей в базе, как результат воздействия электрического поля, удваивается.

Во-вторых, при высоком уровне инжекции мы не можем считать, что вcе напряжение, приложенное к нему, падает на ОПЗ р-n-перехода. Действительно, при малых плотностях тока можно было пренебречь падением напряженияна омических сопротивлениях эмиттерной и базовой областей, т.е. величина U + U» I мала. При ВУИ напряжение на p-n переходе будет суммой падении напряжений на ОПЗ и на базе j= опз + или, переходя к прибору, напряжение на диоде является суммой падений напряжений на p-n переходе и на базе Д = j+

Для р-n-перехода с длинной базой аналитическое выражение вольт-амперной характеристики при высоком уровне инжекции

(1.63)

где выражение для плотности тока насыщения jS такое же, как и в (1.37).

При высоких плотностях тока количество дырок Δpn , инжектируемых в базу нарушает её квазинейтральность. Для его соблюдения из вывода в базу поступает такое же количество электронов Δn=Δpn. Следовательно, удельное сопротивлениебазы РБ=1/σБ=1/qµn(n+Δn) уменьшается. Этот эффект, который играет определяющую роль в переходных процессах при ВУИ называют модуляцией сопротивление базы.



В инженерных расчетах трудно учесть такой эффект высокого уровня инжекции, как изменение времени жизни носителей заряда. Это происходит из-за изменений в процессе рекомбинации: возможно заполнение уровней ловушек, изменение концентрации как основных, так и неосновных носителей, изменение путей рекомбинации (например, возникновение рекомбинации через такие ловушки, через которые при малых плотностях тока онане происходит). Вcе это приводит к тому, что при больших плотноcтях тока время жизни носителей, зависящее от множества факторов, может и расти, и уменьшаться.


Дата добавления: 2014-11-13; просмотров: 146; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Диффузионная емкость | Лавинный пробой
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2019 год. (0.012 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты