Как распространяется неосновной носитель?

Я ответил на множество вопросов, но ни один из них не спрашивает, как миноритарные носители вообще подходят к истощающему слою.

Когда образуется p-n-переход , отрицательный пространственный заряд накапливается на p-стороне и положительный объемный заряд на n-стороне. Неосновной носитель (скажем, электрон) с периферии p-стороны при приближении к области обеднения должен испытать отталкивание из-за накопления отрицательного объемного заряда или ионов в области обеднения, прежде чем он «сползет» вниз по потенциальному барьеру. Вопрос в том, что количество неосновных носителей так мало, что вероятность наличия тепловой энергии, достаточной для преодоления этого отталкивания, крайне мала. Так как же возможна диффузия?

Не потому ли, что объемный заряд не имеет компоненты электрического поля вне обедненной области? Кроме того, почему приложенное смещение не влияет на ток неосновных носителей (согласно учебникам, этот ток зависит только от температуры). Разве диффузионный ток обратного смещения не должен быть больше, чем при прямом смещении?

Ответы (1)

Хорошо, чтобы все было в порядке, вам следует заглянуть в хорошую книгу по полупроводниковым устройствам, возможно, Бена Стритмана «Твердотельные электронные устройства».
(Но я подожду.) Чтобы понять PN-диоды, мы разделим ток на две части.
Дрейфовый ток из-за встроенного электрического поля в обедненной области. и диффузионный ток (о котором вы спрашиваете). Встроенное электронное поле отталкивает заряды в одну сторону, где они имеют тенденцию накапливаться. но сейчас на той стороне избыток тех носителей.
Случайное тепловое движение имеет тенденцию рассеивать этот избыток.
(если бы концентрация была везде одинакова, все равно было бы случайное тепловое движение, но не было бы результирующего тока.)
В равновесии (нулевое смещение) эти два тока должны компенсироваться.

Диффузия при обратном смещении: мне нужно еще немного подумать/исследовать это. Диффузионный ток — это все-таки некий градиент концентрации и тепловое движение носителей. Может быть некоторое небольшое увеличение, потому что приложенное поле E должно вызывать более высокую концентрацию... но оно также увеличивает ширину истощения, может быть, эти две вещи имеют тенденцию компенсироваться?

Но что касается диффузионного тока, подумайте о случайном тепловом движении в присутствии градиента концентрации.

Спасибо за ответ. Я понял, что мой вопрос немного неверен. Скорее это должен быть дрейфовый ток, который осуществляется неосновными носителями. Как они подходят к барьеру? Вы видите, что на стороне p есть электроны в качестве неосновных носителей, и поэтому они должны дрейфовать, чтобы нейтрализовать диффузионный ток. Но разве объемный заряд, накапливающийся в области dep, не действует как конденсатор с параллельными пластинами? Он должен отталкивать этот электрон, верно? (Потому что в p-области формируется объемный заряд -ve)
@eoshah, да, накопление заряда (встроенный потенциал) вызывает дрейфовый ток, а диффузионный ток уравновешивает его. (с нулевым приложенным напряжением смещения) Это немного сбивает с толку в первый раз, но продолжайте работать над этим.
В свободной от поля области за пределами обедненного слоя нет избыточного заряда - нет поля. Таким образом, диффундирующий носитель может блуждать вплоть до края обедненного слоя. Теперь неосновной диффундирующий носитель не должен подвергаться рекомбинации в процессе...
Сначала диффузия происходит за счет тепловой энергии электронов, теперь за счет диффузии образуется обедненный слой, но как только он образуется, положительные заряды на n-стороне оттягивают назад электроны, ушедшие на n-сторону путем диффузии. , видите, это дрейфовый ток, все происходит в самом слое, это что-то вроде войны, происходящей между тепловой энергией и силами из-за поля E, это происходит непрерывно каждый момент, но без внешней батареи, эти два процесса просто в равновесии....
Как распространяется неосновной носитель?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v