Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Лазарь С.С. -> "Физика полупроводников" -> 126

Физика полупроводников - Лазарь С.С.

Лазарь С.С. Физика полупроводников — Наука, 1985. — 460 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikov1985.pdf
Предыдущая << 1 .. 120 121 122 123 124 125 < 126 > 127 128 129 130 131 132 .. 152 >> Следующая

еЕ1
1 = еиЕп - 1"" • (8-16)
е~йг-1
Полагая, что падение напряжения в запорном слое много
больше kT, и пренебрегая единицей в знаменателе (8.16), получаем
_ еШ
I = euE[n(0)-n(l)e hT ]. (8.17)
Заменяя
п(0) - п (/) е hT , (8.18)*)
где Ук - контактная разность потенциалов или диффузионное
падение напряжения в запорном слое, и
Е = У-s±L, (8.19)
где У-приложенное внешнее напряжение, получаем окончательно
eVK _ eV_
I = IE±(VK + V)e~ кТ (1-е *г), (8.20)
где V считается отрицательным для пропускного направления и
положительным для запорного.
Формуле (8.20) можно придать более наглядный вид:
_ eV
I = еидп (0) (1 - е кт), (8.21)
*) В дальнейшем п (I)- концентрацию носителей в объеме
полупроводников - мы будем обозначать просто п.
370


где vR = иЕ - дрейфовая скорость носителей в запорном слое; п0
= пе-е?к/кТ - концентрация носителей в металле, имеющих
достаточную энергию, чтобы преодолеть потенциальный барьер.
Формулы (8.19) и (8.21) верны до тех пор, пока для пропускного
направления приложенное напряжение много меньше высоты
потенциального барьера.
С увеличением обратного напряжения ток из металла растет
линейно (за счет од), а ток из полупроводника стремится к нулю.
Сопротивление барьера растет и приближается к предельному
значению
1 / eutiQ /Q
^Г = Т- - - (8-22>
По мнению ряда авторов, в селеновых и меднозакисных
выпрямителях осуществляются условия, близкие к пред-
положениям, положенным в основу теории Мотта *), поэтому
наиболее естественно сравнить результаты теории с
вольтамперными характеристиками таких выпрямителей.
Проведение этого анализа показывает, что пропускная
характеристика удовлетворительно согласуется с теорией, а для
запорного направления сопротивление не следует (8.21), а падает
начиная с некоторого предельного значения.
Измерение емкости запорного слоя в этих выпрямителях
показывает, что толщина его очень велика, порядка 10~3-10~4 см,
и, следовательно, это падение сопротивления нельзя объяснить
туннельным эффектом.
В действительности причина падения сопротивления в том, что
с увеличением напряжения на запорном слое уменьшается работа
выхода из металла, а следовательно, и высота потенциального
барьера.
Мы уже упоминали (см. гл. 1), что одним из компонентов
работы выхода является работа против так называемых сил
зеркального изображения, сущность этого явления заключается в
следующем.
Если к поверхности проводящего тела приближается
(предположим для определенности) отрицательный заряд, то под
влиянием его поля в этом теле также начинают перемещаться
заряды. Положительные заряды притягиваются
*) Ряд других исследователей считают, что в обоих случаях в результате
технологических операций в выпрямителях образуется р-п переход; в
меднозакисном - между закисью и окисью меди, в селеновом - между
селеном и селенистым кадмием.
24* 371


Металл
к поверхности, а отрицательные - ухОдят от нее. Это пере-
мещение зарядов продолжается до тех пор, пока наведен-
ный таким образом на поверхности заряд не нейтрализует
полностью в объеме проводящего тела поле стороннего
заряда.
Для того чтобы вычислить, с какой силой притягивается
к поверхности заряд е (рис. 8.3), рассуждают следующим
образом. Результирующее тангенциальное поле, возник-
шее в любой точке поверхности в результате действия
двух зарядов, наведенного
и стороннего, должно быть
равно нулю *>; это значит,
что индуцированный заряд
в каждой точке поверх-
ности создает поле, равное
и противоположное по на-
правлению полю основного
заряда. Такое поле созда-
вало бы его "зеркальное
изображение", т. е. заряд,
равный ему, противопо-
ложный по знаку и находя-
щийся на равном расстоя-
нии по противоположную
сторону поверхности. Можно показать, что такое же поле
этот заряд будет создавать в любой точке вне проводника.
Следовательно, дополнительную силу, с которой притя-
гивается основной заряд к поверхности, можно выразить как
е2 (8.23)
Рис. 8.3. Схема
сил зеркального
Вакуум
(c)
е
возникновения
изображения.
зерк •
4х2
где х-расстояние заряда от поверхности.
Чтобы определить соответствующий вклад в работу выхода,
надо проинтегрировать выражение (8.23) от бесконечности до
некоторого расстояния а, порядка межатомного расстояния, на
котором эта сила перестает действовать:
Л^зерк -
Fзерк dx -
(8.24)
*) В противном случае заряды перемещались бы до тех пор, пока не
выполнится это условие; нормальная составляющая поля не должна быть
равна нулю, так как поверхность ограничивает перемещение зарядов в этом
направлении.
372


При наличии поля в запорном слое
Е= VkJ[V , (8.25)
потенциал будет описываться уравнением
U=-{-x-Ex (8.26)
и проходить через максимум, величина которого будет зависеть от
величины и знака приложенного внешнего напряжения V.
Расчет в данном случае совершенно аналогичен вычислению
понижения энергии активации примесных атомов при
Предыдущая << 1 .. 120 121 122 123 124 125 < 126 > 127 128 129 130 131 132 .. 152 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed