Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С.М. -> "Физика полупроводниковых приборов" -> 192

Физика полупроводниковых приборов - Зи С.М.

Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов — М.: Энергия, 1973. — 656 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikovihpriborov1973.djvu
Предыдущая << 1 .. 186 187 188 189 190 191 < 192 > 193 194 195 196 197 198 .. 228 >> Следующая

Рис. 3. Формирование слоя, обогащенного электронами, в возмущенной среде
с отрицательной проводимостью (Л. 9] (на рис. 3,d:
1 - формирование обогащенного слоя завершено; 2 - начальная стадия).
а - типичная зависимость тока от на-пряженностн поля; б - структура
прибора; в - избыточный (накопленный) заряд; г - распределение
электрического поля в приборе; д - распределение потенциала в приборе.
Заметим, что на рис. 1 ,а дифференциальное положительное сопротивление
возрастает с .полем, т. е. dR/d<g >0.
Если имеется область с несколько более высокой напряженностью шля, -как
это (показано на рис. 2,аЛ то сопротивление этой области выше.
Следовательно, через эту область -протекает меньший
ток, что приводит к удлинению области с высокой напряженностью поля и к
образованию домена, который отделяет друг от друга области низкого поля.
Поверхности раздела доменов являются эквипотенциальными поверхностями и,
следовательно, являются плоскостями, перпендикулярными линиям тока.
В приборах с ДОС, управляемых током, начальное положительное
дифференциальное сопротивление уменьшается с возрастанием напряженности
электрического поля, т. е. diR/dg<.0.
Если в объеме полупроводника имеется область с несколько большей
напряженностью поля, как показано на рис. 2,6, то сопротивление этой
области будет ниже. Это приводит к ее удлинению вдоль линий тока и в
конечном итоге к формированию шпура с высокой плотностью тока,
расположенного параллельно линиям тока.
Для более подробного рассмотрения нестабильностей пространственного
заряда в приборах с ДОС, управляемых напряжением, обратимся к рис. 3. На
рис. 3,а показана типичная вольт-амперная характеристика до образования
домена, а на рис. 3,6 - структура прибора. .Предположим, что в приборе в
окрестностях точки А существует избыточный (или накопленный)
отрицательный заряд, который может возникнуть вследствие произвольной
шумовой флуктуации или, возможно, вследствие неоднородности легирования.
Интегрирование уравнения Пуассона для начального момента времени дает
распределение поля в приборе, показанное на рис. 3,г: напряженность поля
слева от точки А ниже, чем справа от нее. Если прибор смещен в точку на
кривой /=/(<§), то плотность тока, втекающего в точку А, будет выше, чем
плотность тока, вытекающего из этой точки, что приведет к возрастанию
избыточного пространственного заряда вблизи точки А. В результате
напряженность поля слева от точки А станет ниже начальной, а справа -
выше, приводя к дальнейшему накоплению пространственного заряда. Этот
процесс будет продолжаться до тех пор, пока напряженность поля в частях
образца с низким и высоким полем не будет соответствовать участкам с
положительным дифференциальным сопротивлением и не достигнет значений,
соответствующих точкам 1 и 2 иа рис. 3,а, при которых ток в обеих
областях образца с различной напряженностью поля одинаков. В результате
формируется движущийся слой, в котором аккумулирован избыточный
пространственный заряд. Этот процесс, конечно, зависит от того, будет ли
количество электронов в кристалле достаточным для накопления необходимого
заряда в этом движущемся слое за время его пролета через образец [Л. 9].
"Чисто" аккумуляционный слой, о котором до сих пор говорилось,
представляет собой простейшую разновидность нестабильностей
пространственного заряда. Если в кристалле имеются положительный и
отрицательный заряды, разделенные небольшим промежутком, то мы имеем дело
с формированием диполя (или домена), как это показано на рис. 4.
Напряженность электрического поля внутри домена выше, чем вне его (рис.
4,в). Вследствие того, что полупроводник имеет ДОС, ток в областях с
низким полем будет выше, чем в области с высокой напряженностью поля. Оба
значения напряженности поля стремятся к равновесным величинам вне участка
с ДОС, -при которых плотность тока одинакова в областях с низким и
высоким полем (рис. 3,а). (Предполагается, что толщина сте-
нок домена равна нулю.) При этом диполь приобретает стабильную
конфигурацию. Дипольный слой движется по кристаллу и исчезает на аноде, в
этот момент времени напряженность поля во всем образце начинает
возрастать, оставаясь одинаковой по длине образца до тех пор, пока не
достигает порогового значения <§ > <§ г, как
а)
б)
Рис. 5. Минимальная плотность тока и соответствующая напряженность поля
для образца с ДОС, управляемого напряжением (а); минимальная
напряженность поля и соответствующая плотность тока для образца с ДОС,
управляемого током (б) [Л. 7].
показано на рис. 5,а, при котором формируется новый дипольный слой и
процесс самопроизвольно повторяется. Для оценки толщины дипольного слоя d
можно использовать следующее выражение:
U = 6aL = + (L - d) <?, (1)
или
& A -
d=L~^=wr (2)
где L - длина образца.
Предположим, что наиболее стабильное состояние имеет место тогда, когда
мощность, подводимая к образцу, минимальна. При постоянном напряжении на
образце это означает, что ток должен быть 'минимальным. В этом случае
Предыдущая << 1 .. 186 187 188 189 190 191 < 192 > 193 194 195 196 197 198 .. 228 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed