Откуда в положительно смещенном PN-переходе берутся носители инжекции?

Я не совсем понимаю характер PN-перехода диода.

Вот модель в учебнике. Диод PN-перехода можно разделить на три области. Они есть

  1. Одна область обеднения вблизи границы PN, где не существовало носителей, но были ионизированные атомы.
  2. Две квазинейтральные (QNR) области простираются от границы области обеднения до обоих концов диода.

Это изображение взято из сообщения «Падение напряжения на P-n переходе?»

При подаче положительного напряжения на этот диод образуется ток. Чтобы охарактеризовать ток, в соответствии с моделью, единственное, что нужно рассчитать, — это диффузия меньшинства внутри QNR. Но как насчет большинства операторов?

Какова их концентрация вдоль диода? Почему мы не учитываем их вклад в диффузию?

Хотя я предполагаю, что мажоритарные носители тоже способствуют диффузии, рекомбинируя с неосновными. Чтобы поддерживать диффузию (путем сохранения разницы концентраций), в QNR необходимо вводить избыточные носители обоих типов.

Q1 Откуда берутся эти носители для инъекций? Возьмем, к примеру, n-QNR. Правильно ли будет сказать, что и электроны, и дырки инжектируются из p-QNR? Если это так, то концентрация носителей в p-QNR будет снижена и в конечном итоге равна нулю, что, я уверен, не так.

Q2 Здесь, вблизи границы между обедненной областью QNR, сохраняется ли соотношение n*p = ni^2 ? Казалось, что он был нарушен инъекциями n и p.

Q1 и Q2 довольно четко ответили. С пояснением я теперь занимаюсь количеством носителей в этом диоде. Возьмем, к примеру, электроны, они рождаются в н-КЯР путем теплового возбуждения, затем преодолевают потенциальный барьер в обедненной области и, наконец, рекомбинируют (после некоторого расстояния диффузии) в р-КЯР.

Однако при каждой рекомбинации #электроны и #дырки уменьшаются на единицу. Поскольку ток течет непрерывно, в n-QNR должна генерироваться новая электронно-дырочная пара, иначе #электроны, которые могут пройти через обедненные области, в конечном итоге станут нулевыми.

Q3 А как насчет дыр, генерируемых в n-QNR, куда они пойдут? Если они проходят через область истощения (ускоряются) и становятся большинством в p-QNR, есть ли риск рекомбинации перед тем, как пройти через область истощения (в n-QNR)?

Q4 По мере увеличения смещения увеличивается ток. Означает ли это большую скорость генерации (в #/время-1 объем-1) электронно-дырочной пары. Если это так, то должна быть подведена дополнительная энергия (сравните со случаем ТЕ), так как #электроны с высоким KE увеличиваются, но температура остается. Откуда берется эта дополнительная энергия?

Если, как вы говорите, вам нравится ответ на ваши Q1 и Q2, вы должны принять этот пост, а затем задать Q3 и Q4 в новом вопросе.

Ответы (1)

A1: При прямом смещении носители тока начинаются как термически возбужденные основные носители ( большинство на той стороне, откуда они исходят ) с высокой кинетической энергией. Из-за их теплового возбуждения у них достаточно энергии, чтобы преодолеть потенциальный барьер в области истощения, и как только они пересекают область истощения, они становятся неосновными носителями с низкой кинетической энергией (на дальней стороне). Затем они немного рассеиваются в качестве миноритарных носителей, а затем, наконец, рекомбинируют.

A2: В равновесии н н н п "=" н я 2 выполняется везде внутри полупроводника, как в области обеднения, так и вне его. Когда применяется прямое смещение, н н н п > н я 2 в области истощения, поскольку вводятся дополнительные носители. Когда применяется обратное смещение, н н н п < н я 2 в области истощения, так как носители высасываются.

Понятная история для жизненного круга миноритарных носителей. Благодаря вашему объяснению, теперь меня интересует количество несущих в этом диоде, см. Q3 и Q4 в обновленном посте. Спасибо.
Откуда в положительно смещенном PN-переходе берутся носители инжекции?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v