Cấu kiện điện tử - vật liệu điện tử - Dư Quang Bình - 2

Từ phương trình (2.14), có thể có ba loại tiếp giáp pn được chế tạo theo kiểu pha tạp khác nhau, với mật độ điện tích biểu diễn như ở hình 2.5:- Tiếp giáp đối xứng: N A = N D ⇒ x p0 = x n0 . - Tiếp giáp bất đối xứng: N A N D ⇒ x p0 N D ⇒ x p0 Tuy nhiên, cuối cùng khi điện áp Cổng-Kênh tăng lên vượt quá giá trị điện áp Ngưỡng VTN, như ở hình 3.3c, thì các điện tử chảy vào từ vùng Nguồn, Máng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cấu kiện điện tử - vật liệu điện tử - Dư Quang Bình - 2CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 20 1/2 ⎡ 2(1,04 × 10 −12 )(0,748V) ⎤ = 0 ,0297 × 10 − 3 cmxp = ⎢ (1,6 × 10 −19 )(1016 + 1015 ) ⎥ ⎣ ⎦ Nxn = xp A = 0,297 × 10− 3 cm NDTừ phương trình (2.14), có thể có ba loại tiếp giáp pn được chế tạo theo kiểu pha tạp khác nhau,với mật độ điện tích biểu diễn như ở hình 2.5:- Tiếp giáp đối xứng: N A = N D ⇒ x p0 = x n0 .- Tiếp giáp bất đối xứng: N A > N D ⇒ x p0 < x n0 . +- Tiếp giáp bất đối xứng lớn, tức là tiếp giáp p n: 1/2 ⎡ 2ε φ ⎤ 1 N A >> N D ⇒ x p0 CẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 212.2 TIẾP GIÁP PN Ở TRẠNG THÁI PHÂN CỰC.Trong các mạch điện tử, phân cực là đặt cưỡng bức nguồn một chiều (dc) lên cấu kiện bán dẫnbằng nguồn ngoài (VD). Nếu nguồn điện áp với đầu dương của nguồn nối về phía anode và đầuâm nối về phía cathode của diode thì gọi là phân cực thuận, (tức VD > 0), nếu đảo ngược nguồnáp thì gọi là phân cực nghịch (VD < 0). Hình 2.7, cho thấy mạch của diode tiếp giáp pn khi đượcphân cực thuận.Với sụt áp ở các vùng trung hoà và tiếp giáp kim loại bán dẫn không đáng kể, điện áp VD sẽ tạora điện trường chủ yếu đặt vào vùng điện tích không gian có chiều ngược lại với điện trường tiếpxúc nếu được phân cực thuận, nên sẽ làm suy giảm điện trường tiếp xúc một cách hiệu quả. Điệnthế tiếp xúc sẽ giảm xuống (hình 2.8).Tương tự đối với trường hợp phân cực ngược hiệu thế tiếp xúc sẽ tăng lên. Vậy chênh lệch thếhiệu qua tiếp giáp (còn gọi là rào thế [potential barrier]) sẽ là:- Ở trạng thái cân bằng là: φ B- Ở trạng thái phân cực thuận: φ B − VD < φ B- Ở trạng thái phân cực ngược: φ B − VD > φ B (vç VD < 0)Các đặc trưng tĩnh điện của vùng nghèo của tiếp giáp pn ở trạng thái phân cực có thể mô tả nhưở hình 2.9.Khi phân cực thuận: thế tiếp xúc giảm, tức E giảm nên sẽ làm cho độ rộng vùng nghèo xd hẹplại. Khi phân cực ngược: thế tiếp xúc tăng lên, tức E tăng nên sẽ làm cho độ rộng vùng nghèoxd tăng lên.BIÊN SOẠN DQB, B/M ĐTVT-ĐHKT CHƯƠNG 2: TIẾP GIÁP PN & DIODE BÁN DẪNCẤU KIỆN ĐIỆN TỬ 22Hai vùng điện tích của vùng nghèo bị điều biến để điều chỉnh thế hiệu đặt trên tiếp giáp. Vì vậy,các đặc trưng tĩnh điện của vùng nghèo khi phân cực tương tự như các đặc trưng tĩnh điện củavùng nghèo ở trạng thái cân bằng nếu thay thế φ B bằng φ B − VD .Suy ra: 1/2 1/2 ⎡ 2ε (φ − V ) N ⎤ ⎡ 2ε (φ − V ) N ⎤ x n (VD ) = ⎢ s B D A ⎥ x p (VD ) = ⎢ s B D D ⎥ (2.20) ⎣ q( N A + N D) N D ⎦ ⎣ q( N A + N D) N A ⎦ 1/2 ⎡ 2ε (φ − V )( N A + N D ) ⎤ xd (VD ) = ⎢ s B D (2.21) ⎥ ⎣ ⎦ qN A N D 1/2 ⎡ 2q(φ B − VD ) N A N D ⎤ E (VD ) = ⎢ (2.22) ⎥ ⎣ ε s ( N A + N D) ⎦Hoặc có thể viết dưới dạng: V V x n (VD ) = x n0 1 − D x p (VD ) = x p0 1 − D (2.23) φB φB V xd (VD ) = xd0 1 − D (2.24) φBBIÊN SOẠN DQB, B/M ĐTVT-ĐHKT CHƯƠNG 2: TIẾP GIÁP PN & DIODE BÁN DẪ ...