P-n-переход — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

p-n-перехо́д или электронно-дырочный переход — область соприкосновения двух полупроводников с разными типами проводимости — дырочной (p, от англ. positive — положительная) и электронной (n, от англ. negative — отрицательная). Электрические процессы в p-n-переходах являются основой работы полупроводниковых приборов с нелинейной вольт-амперной характеристикой (диодов, транзисторов и других).

Энергетическая диаграмма p-n-перехода. a) Состояние равновесия; b) При приложенном прямом напряжении; c) При приложенном обратном напряжении.

Области пространственного заряда

В полупроводнике p-типа, который получается посредством акцепторной примеси, концентрация дырок намного превышает концентрацию электронов. В полупроводнике n-типа, который получается посредством донорной примеси, концентрация электронов намного превышает концентрацию дырок. Если между двумя такими полупроводниками установить контакт, то возникнет диффузионный ток — основные носители заряда (электроны и дырки) хаотично перетекают из той области, где их больше, в ту область, где их меньше, и рекомбинируют друг с другом. Как следствие, вблизи границы между областями практически не будет свободных (подвижных) основных носителей заряда, но останутся ионы примесей с некомпенсированными зарядами

[1]. Область в полупроводнике p-типа, которая примыкает к границе, получает при этом отрицательный заряд, приносимый электронами, а пограничная область в полупроводнике n-типа получает положительный заряд, приносимый дырками (точнее, теряет уносимый электронами отрицательный заряд).

Таким образом, на границе полупроводников образуются два слоя с пространственными зарядами противоположного знака, порождающие в переходе электрическое поле. Это поле вызывает дрейфовый ток в направлении, противоположном диффузионному току. В конце концов, между диффузионным и дрейфовым токами устанавливается динамическое равновесие, и изменение пространственных зарядов прекращается. Обеднённые области с неподвижными пространственными зарядами и называют p-n-переходом^[2].

Выпрямительные свойства

Устройство простейшего прибора, основанного на p-n-переходе — полупроводникового диода — и его символическое изображение на принципиальных схемах (треугольник обозначает p-область и указывает направление тока).

Если к слоям полупроводника приложено внешнее напряжение так, что создаваемое им электрическое поле направлено противоположно существующему в переходе полю, то динамическое равновесие нарушается, и диффузионный ток преобладает над дрейфовым током, быстро нарастая с повышением напряжения. Такое подключение напряжения к p-n-переходу называется прямым смещением (на область

p-типа подан положительный потенциал относительно области n-типа).

Если внешнее напряжение приложить так, чтобы созданное им поле было одного направления с полем в переходе, то это приведёт лишь к увеличению толщины слоёв пространственного заряда. Диффузионный ток уменьшится настолько, что преобладающим станет малый дрейфовый ток. Такое подключение напряжения к p-n-переходу называется обратным смещением (или запорным смещением), а протекающий при этом через переход суммарный ток, который определяется в основном тепловой или фотонной генерацией пар электрон-дырка, называется обратным током.

Ёмкость

Ёмкость p-n-перехода — это ёмкости объёмных зарядов, накопленных в полупроводниках на

p-n-переходе и за его пределами. Ёмкость p-n-перехода нелинейна — она зависит от полярности и значения внешнего напряжения, приложенного к переходу. Различают два вида ёмкостей p-n-перехода: барьерная и диффузионная^[3].

Барьерная ёмкость

Барьерная (или зарядовая) ёмкость связана с изменением потенциального барьера в переходе и возникает при обратном смещении. Она эквивалентна ёмкости плоского конденсатора, в котором слоем диэлектрика служит запирающий слой, а обкладками — p и n-области перехода. Барьерная ёмкость зависит от площади перехода и относительной диэлектрической проницаемости полупроводника.

Диффузионная ёмкость

Диффузионная ёмкость обусловлена накоплением в области неосновных для неё носителей (электронов в

p-области и дырок в n-области) при прямом смещении. Диффузионная ёмкость увеличивается с ростом прямого напряжения.

Методы формирования

Вплавление примесей

При вплавлении монокристалл нагревают до температуры плавления примеси, после чего часть кристалла растворяется в расплаве примеси. При охлаждении происходит рекристаллизация монокристалла с материалом примеси. Такой переход называется сплавным.

Диффузия примесей

В основе технологии получения диффузного перехода лежит метод фотолитографии. Для создания диффузного перехода на поверхность кристалла наносится фоторезист — фоточувствительное вещество, которое полимеризуется засвечиванием. Неполимеризованные области смываются, производится травление плёнки диоксида кремния, и в образовавшиеся окна производят диффузию примеси в пластину кремния. Такой переход называется

планарным.

Эпитаксиальное наращивание

Сущность эпитаксиального наращивания состоит в разложении некоторых химических соединений с примесью легирующих веществ на кристалле. При этом образуется поверхностный слой, структура которого становится продолжением структуры исходного проводника. Такой переход называется эпитаксиальным^[3].

Применение

См. также

Примечания

Литература

P-n-переход — Википедия. Что такое P-n-переход

p-n-перехо́д или электронно-дырочный переход — область соприкосновения двух полупроводников с разными типами проводимости — дырочной (

p, от англ. positive — положительная) и электронной (n, от англ. negative — отрицательная). Электрические процессы в p-n-переходах являются основой работы полупроводниковых приборов с нелинейной вольт-амперной характеристикой (диодов, транзисторов и других).

Энергетическая диаграмма p-n-перехода. a) Состояние равновесия; b) При приложенном прямом напряжении; c) При приложенном обратном напряжении.

Области пространственного заряда

В полупроводнике p-типа, который получается посредством акцепторной примеси, концентрация дырок намного превышает концентрацию электронов. В полупроводнике

n-типа, который получается посредством донорной примеси, концентрация электронов намного превышает концентрацию дырок. Если между двумя такими полупроводниками установить контакт, то возникнет диффузионный ток — основные носители заряда (электроны и дырки) хаотично перетекают из той области, где их больше, в ту область, где их меньше, и рекомбинируют друг с другом. Как следствие, вблизи границы между областями практически не будет свободных (подвижных) основных носителей заряда, но останутся ионы примесей с некомпенсированными зарядами^[1]. Область в полупроводнике p-типа, которая примыкает к границе, получает при этом отрицательный заряд, приносимый электронами, а пограничная область в полупроводнике n-типа получает положительный заряд, приносимый дырками (точнее, теряет уносимый электронами отрицательный заряд).

Таким образом, на границе полупроводников образуются два слоя с пространственными зарядами противоположного знака, порождающие в переходе электрическое поле. Это поле вызывает дрейфовый ток в направлении, противоположном диффузионному току. В конце концов, между диффузионным и дрейфовым токами устанавливается динамическое равновесие, и изменение пространственных зарядов прекращается. Обеднённые области с неподвижными пространственными зарядами и называют

p-n-переходом^[2].

Выпрямительные свойства

Устройство простейшего прибора, основанного на p-n-переходе — полупроводникового диода — и его символическое изображение на принципиальных схемах (треугольник обозначает p-область и указывает направление тока).

Если к слоям полупроводника приложено внешнее напряжение так, что создаваемое им электрическое поле направлено противоположно существующему в переходе полю, то динамическое равновесие нарушается, и диффузионный ток преобладает над дрейфовым током, быстро нарастая с повышением напряжения. Такое подключение напряжения к

p-n-переходу называется прямым смещением (на область p-типа подан положительный потенциал относительно области n-типа).

Если внешнее напряжение приложить так, чтобы созданное им поле было одного направления с полем в переходе, то это приведёт лишь к увеличению толщины слоёв пространственного заряда. Диффузионный ток уменьшится настолько, что преобладающим станет малый дрейфовый ток. Такое подключение напряжения к p-n-переходу называется обратным смещением (или запорным смещением), а протекающий при этом через переход суммарный ток, который определяется в основном тепловой или фотонной генерацией пар электрон-дырка, называется обратным током.

Ёмкость

Ёмкость p-n-перехода — это ёмкости объёмных зарядов, накопленных в полупроводниках на p-n-переходе и за его пределами. Ёмкость p-n-перехода нелинейна — она зависит от полярности и значения внешнего напряжения, приложенного к переходу. Различают два вида ёмкостей p-n-перехода: барьерная и диффузионная^[3].

Барьерная ёмкость

Барьерная (или зарядовая) ёмкость связана с изменением потенциального барьера в переходе и возникает при обратном смещении. Она эквивалентна ёмкости плоского конденсатора, в котором слоем диэлектрика служит запирающий слой, а обкладками — p и n-области перехода. Барьерная ёмкость зависит от площади перехода и относительной диэлектрической проницаемости полупроводника.

Диффузионная ёмкость

Диффузионная ёмкость обусловлена накоплением в области неосновных для неё носителей (электронов в p-области и дырок в n-области) при прямом смещении. Диффузионная ёмкость увеличивается с ростом прямого напряжения.

Методы формирования

Вплавление примесей

При вплавлении монокристалл нагревают до температуры плавления примеси, после чего часть кристалла растворяется в расплаве примеси. При охлаждении происходит рекристаллизация монокристалла с материалом примеси. Такой переход называется сплавным.

Диффузия примесей

В основе технологии получения диффузного перехода лежит метод фотолитографии. Для создания диффузного перехода на поверхность кристалла наносится фоторезист — фоточувствительное вещество, которое полимеризуется засвечиванием. Неполимеризованные области смываются, производится травление плёнки диоксида кремния, и в образовавшиеся окна производят диффузию примеси в пластину кремния. Такой переход называется планарным.

Эпитаксиальное наращивание

Сущность эпитаксиального наращивания состоит в разложении некоторых химических соединений с примесью легирующих веществ на кристалле. При этом образуется поверхностный слой, структура которого становится продолжением структуры исходного проводника. Такой переход называется эпитаксиальным^[3].

Применение

См. также

Примечания

Литература

P-n-переход — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

p-n-перехо́д или электронно-дырочный переход — область соприкосновения двух полупроводников с разными типами проводимости — дырочной (p, от англ. positive — положительная) и электронной (n, от англ. negative — отрицательная). Электрические процессы в p-n-переходах являются основой работы полупроводниковых приборов с нелинейной вольт-амперной характеристикой (диодов, транзисторов и других).

Энергетическая диаграмма p-n-перехода. a) Состояние равновесия; b) При приложенном прямом напряжении; c) При приложенном обратном напряжении.

Области пространственного заряда

В полупроводнике p-типа, который получается посредством акцепторной примеси, концентрация дырок намного превышает концентрацию электронов. В полупроводнике n-типа, который получается посредством донорной примеси, концентрация электронов намного превышает концентрацию дырок. Если между двумя такими полупроводниками установить контакт, то возникнет диффузионный ток — основные носители заряда (электроны и дырки) хаотично перетекают из той области, где их больше, в ту область, где их меньше, и рекомбинируют друг с другом. Как следствие, вблизи границы между областями практически не будет свободных (подвижных) основных носителей заряда, но останутся ионы примесей с некомпенсированными зарядами^[1]. Область в полупроводнике p-типа, которая примыкает к границе, получает при этом отрицательный заряд, приносимый электронами, а пограничная область в полупроводнике n-типа получает положительный заряд, приносимый дырками (точнее, теряет уносимый электронами отрицательный заряд).

Таким образом, на границе полупроводников образуются два слоя с пространственными зарядами противоположного знака, порождающие в переходе электрическое поле. Это поле вызывает дрейфовый ток в направлении, противоположном диффузионному току. В конце концов, между диффузионным и дрейфовым токами устанавливается динамическое равновесие, и изменение пространственных зарядов прекращается. Обеднённые области с неподвижными пространственными зарядами и называют p-n-переходом^[2].

Выпрямительные свойства

Устройство простейшего прибора, основанного на p-n-переходе — полупроводникового диода — и его символическое изображение на принципиальных схемах (треугольник обозначает p-область и указывает направление тока).

Если к слоям полупроводника приложено внешнее напряжение так, что создаваемое им электрическое поле направлено противоположно существующему в переходе полю, то динамическое равновесие нарушается, и диффузионный ток преобладает над дрейфовым током, быстро нарастая с повышением напряжения. Такое подключение напряжения к p-n-переходу называется прямым смещением (на область p-типа подан положительный потенциал относительно области n-типа).

Если внешнее напряжение приложить так, чтобы созданное им поле было одного направления с полем в переходе, то это приведёт лишь к увеличению толщины слоёв пространственного заряда. Диффузионный ток уменьшится настолько, что преобладающим станет малый дрейфовый ток. Такое подключение напряжения к p-n-переходу называется обратным смещением (или запорным смещением), а протекающий при этом через переход суммарный ток, который определяется в основном тепловой или фотонной генерацией пар электрон-дырка, называется обратным током.

Ёмкость

Ёмкость p-n-перехода — это ёмкости объёмных зарядов, накопленных в полупроводниках на p-n-переходе и за его пределами. Ёмкость p-n-перехода нелинейна — она зависит от полярности и значения внешнего напряжения, приложенного к переходу. Различают два вида ёмкостей p-n-перехода: барьерная и диффузионная^[3].

Барьерная ёмкость

Барьерная (или зарядовая) ёмкость связана с изменением потенциального барьера в переходе и возникает при обратном смещении. Она эквивалентна ёмкости плоского конденсатора, в котором слоем диэлектрика служит запирающий слой, а обкладками — p и n-области перехода. Барьерная ёмкость зависит от площади перехода и относительной диэлектрической проницаемости полупроводника.

Диффузионная ёмкость

Диффузионная ёмкость обусловлена накоплением в области неосновных для неё носителей (электронов в p-области и дырок в n-области) при прямом смещении. Диффузионная ёмкость увеличивается с ростом прямого напряжения.

Методы формирования

Вплавление примесей

При вплавлении монокристалл нагревают до температуры плавления примеси, после чего часть кристалла растворяется в расплаве примеси. При охлаждении происходит рекристаллизация монокристалла с материалом примеси. Такой переход называется сплавным.

Диффузия примесей

В основе технологии получения диффузного перехода лежит метод фотолитографии. Для создания диффузного перехода на поверхность кристалла наносится фоторезист — фоточувствительное вещество, которое полимеризуется засвечиванием. Неполимеризованные области смываются, производится травление плёнки диоксида кремния, и в образовавшиеся окна производят диффузию примеси в пластину кремния. Такой переход называется планарным.

Эпитаксиальное наращивание

Сущность эпитаксиального наращивания состоит в разложении некоторых химических соединений с примесью легирующих веществ на кристалле. При этом образуется поверхностный слой, структура которого становится продолжением структуры исходного проводника. Такой переход называется эпитаксиальным^[3].

Применение

См. также

Примечания

Литература

P-n-переход — Википедия. Что такое P-n-переход

p-n-перехо́д или электронно-дырочный переход — область соприкосновения двух полупроводников с разными типами проводимости — дырочной (p, от англ. positive — положительная) и электронной (n, от англ. negative — отрицательная). Электрические процессы в p-n-переходах являются основой работы полупроводниковых приборов с нелинейной вольт-амперной характеристикой (диодов, транзисторов и других).

Энергетическая диаграмма p-n-перехода. a) Состояние равновесия; b) При приложенном прямом напряжении; c) При приложенном обратном напряжении.

Области пространственного заряда

В полупроводнике p-типа, который получается посредством акцепторной примеси, концентрация дырок намного превышает концентрацию электронов. В полупроводнике n-типа, который получается посредством донорной примеси, концентрация электронов намного превышает концентрацию дырок. Если между двумя такими полупроводниками установить контакт, то возникнет диффузионный ток — основные носители заряда (электроны и дырки) хаотично перетекают из той области, где их больше, в ту область, где их меньше, и рекомбинируют друг с другом. Как следствие, вблизи границы между областями практически не будет свободных (подвижных) основных носителей заряда, но останутся ионы примесей с некомпенсированными зарядами^[1]. Область в полупроводнике p-типа, которая примыкает к границе, получает при этом отрицательный заряд, приносимый электронами, а пограничная область в полупроводнике n-типа получает положительный заряд, приносимый дырками (точнее, теряет уносимый электронами отрицательный заряд).

Таким образом, на границе полупроводников образуются два слоя с пространственными зарядами противоположного знака, порождающие в переходе электрическое поле. Это поле вызывает дрейфовый ток в направлении, противоположном диффузионному току. В конце концов, между диффузионным и дрейфовым токами устанавливается динамическое равновесие, и изменение пространственных зарядов прекращается. Обеднённые области с неподвижными пространственными зарядами и называют p-n-переходом^[2].

Выпрямительные свойства

Устройство простейшего прибора, основанного на p-n-переходе — полупроводникового диода — и его символическое изображение на принципиальных схемах (треугольник обозначает p-область и указывает направление тока).

Если к слоям полупроводника приложено внешнее напряжение так, что создаваемое им электрическое поле направлено противоположно существующему в переходе полю, то динамическое равновесие нарушается, и диффузионный ток преобладает над дрейфовым током, быстро нарастая с повышением напряжения. Такое подключение напряжения к p-n-переходу называется прямым смещением (на область p-типа подан положительный потенциал относительно области n-типа).

Если внешнее напряжение приложить так, чтобы созданное им поле было одного направления с полем в переходе, то это приведёт лишь к увеличению толщины слоёв пространственного заряда. Диффузионный ток уменьшится настолько, что преобладающим станет малый дрейфовый ток. Такое подключение напряжения к p-n-переходу называется обратным смещением (или запорным смещением), а протекающий при этом через переход суммарный ток, который определяется в основном тепловой или фотонной генерацией пар электрон-дырка, называется обратным током.

Ёмкость

Ёмкость p-n-перехода — это ёмкости объёмных зарядов, накопленных в полупроводниках на p-n-переходе и за его пределами. Ёмкость p-n-перехода нелинейна — она зависит от полярности и значения внешнего напряжения, приложенного к переходу. Различают два вида ёмкостей p-n-перехода: барьерная и диффузионная^[3].

Барьерная ёмкость

Барьерная (или зарядовая) ёмкость связана с изменением потенциального барьера в переходе и возникает при обратном смещении. Она эквивалентна ёмкости плоского конденсатора, в котором слоем диэлектрика служит запирающий слой, а обкладками — p и n-области перехода. Барьерная ёмкость зависит от площади перехода и относительной диэлектрической проницаемости полупроводника.

Диффузионная ёмкость

Диффузионная ёмкость обусловлена накоплением в области неосновных для неё носителей (электронов в p-области и дырок в n-области) при прямом смещении. Диффузионная ёмкость увеличивается с ростом прямого напряжения.

Методы формирования

Вплавление примесей

При вплавлении монокристалл нагревают до температуры плавления примеси, после чего часть кристалла растворяется в расплаве примеси. При охлаждении происходит рекристаллизация монокристалла с материалом примеси. Такой переход называется сплавным.

Диффузия примесей

В основе технологии получения диффузного перехода лежит метод фотолитографии. Для создания диффузного перехода на поверхность кристалла наносится фоторезист — фоточувствительное вещество, которое полимеризуется засвечиванием. Неполимеризованные области смываются, производится травление плёнки диоксида кремния, и в образовавшиеся окна производят диффузию примеси в пластину кремния. Такой переход называется планарным.

Эпитаксиальное наращивание

Сущность эпитаксиального наращивания состоит в разложении некоторых химических соединений с примесью легирующих веществ на кристалле. При этом образуется поверхностный слой, структура которого становится продолжением структуры исходного проводника. Такой переход называется эпитаксиальным^[3].

Применение

См. также

Примечания

Литература

n-переход — это… Что такое p-n-переход?

p-n-Переход (n — negative — отрицательный, электронный, p — positive — положительный, дырочный), или электронно-дырочный переход — область пространства на стыке двух полупроводников p- и n-типа, в которой происходит переход от одного типа проводимости к другому. p-n-Переход является основой для полупроводниковых диодов, триодов и других электронных элементов с нелинейной вольт-амперной характеристикой.

Энергетическая диаграмма p-n-перехода. a) Состояние равновесия b) При приложенном прямом напряжении c) При приложенном обратном напряжении

Области пространственного заряда

В полупроводнике p-типа концентрация дырок намного превышает концентрацию электронов. В полупроводнике n-типа концентрация электронов намного превышает концентрацию дырок. Если между двумя такими полупроводниками установить контакт, то возникнет диффузионный ток — носители заряда, хаотично двигаясь, перетекают из той области, где их больше, в ту область, где их меньше. При такой диффузии электроны и дырки переносят с собой заряд. Как следствие, область на границе станет заряженной, и область в полупроводнике p-типа, которая примыкает к границе раздела, получит дополнительный отрицательный заряд, приносимый электронами, а пограничная область в полупроводнике n-типа получит положительный заряд, приносимый дырками. Таким образом, граница раздела будет окружена двумя областями пространственного заряда противоположного знака.

Электрическое поле, возникающее вследствие образования областей пространственного заряда, вызывает дрейфовый ток в направлении, противоположном диффузионному току. В конце концов, между диффузионным и дрейфовым токами устанавливается динамическое равновесие и перетекание зарядов прекращается.

Выпрямление

Если приложить внешнее напряжение так, чтобы созданное им электрическое поле было направленным противоположно направлению электрического поля между областями пространственного заряда, то динамическое равновесие нарушается, и диффузионный ток преобладает над дрейфовым током, быстро нарастая с повышением напряжения. Такое подключение напряжения к p-n-переходу называется прямым смещением.

Если же внешнее напряжение приложено так, чтобы созданное им поле было одного направления с полем между областями пространственного заряда, то это приведет лишь к увеличению областей пространственного заряда, и ток через p-n-переход не идёт. Такое подключение напряжения к p-n-переходу называется обратным смещением.

Применение

PN-переход в полупроводниках. Диод | joyta.ru

Часть полупроводника n-типа или  p-типа похожа на резистор, который не так полезен. Но когда производитель легирует монокристаллический кремний с помощью материала p-типа с одной стороны и n-типа с другой, возникает нечто новое — PN-переход.

PN-переходы — это элементарные строительные блоки полупроводниковых устройств, таких как диоды, транзисторы, солнечные элементы, светодиоды и интегральные схемы. Понимание этого позволяет понять работу всех этих устройств.

PN-переход

Поскольку мы знаем, что полупроводник p-типа имеет трехвалентные атомы, и каждый из них создает одну дырку, мы можем визуализировать это, как показано на рисунке ниже. Каждый обведенный кружком знак минус — это трехвалентный атом, а каждый знак плюс — это дыра в его валентной орбите.

Мы также знаем, что полупроводник n-типа имеет пятивалентные атомы, и каждый из них производит один свободный электрон, мы можем визуализировать это, как показано на следующем рисунке. Каждый обведенный кружком знак плюс — это пятивалентный атом, а каждый знак минус — это свободный электрон, который он вносит.

Производитель может изготовить один кристалл кремния с материалом p-типа на одной стороне и n-типом на другой стороне, как показано на рисунке. Граница между p-типом и n-типом называется PN-переходом.

Кристалл PN обычно известен как соединительный диод. Слово диод представляет собой сокращение двух электродов, где ди означает два.

Существует три возможных условия смещения для PN-соединения:

1. Равновесие или нулевое смещение — внешнее напряжение не подается на PN-переход.
2. Обратное смещение — положительная клемма источника подключена к n-типу, а отрицательная клемма источника подключена к p-типу.
3. Прямое смещение — отрицательная клемма источника подключена к n-типу, а положительная клемма источника подключена к p-типу.

Давайте посмотрим на них один за другим.

Равновесие (нулевое смещение)

В PN-переходе без внешнего приложенного напряжения достигается условие равновесия. Посмотрим как.

Область истощения

Полупроводник n-типа имеет большее количество свободных электронов, чем полупроводник p-типа. Из-за этой высокой концентрации электронов на n-стороне они отталкиваются друг от друга.

Из-за отталкивания свободные электроны распространяются (рассеиваются) во всех направлениях. Некоторые из них пересекают границу между n и p. Когда свободный электрон входит в р-область, он притягивается к положительной дыре и рекомбинирует с ней. Когда это происходит, дыра исчезает, и свободный электрон становится валентным электроном.

Когда свободный электрон падает в дырку на p-стороне, атом p-стороны получает дополнительный электрон. Атом, который получает дополнительный электрон, имеет больше электронов, чем протонов, благодаря чему он становится отрицательным ионом.

Точно так же каждый свободный электрон, который покидает атом n-стороны, создает дыру в атоме n-стороны. Атом, который теряет электрон, имеет больше протонов, чем электронов, благодаря чему он становится положительным ионом.

Таким образом, каждый раз, когда электрон пересекает соединение и рекомбинирует с дыркой, он создает пару ионов. На следующем рисунке показаны эти ионы на каждой стороне соединения.

Каждая пара положительных и отрицательных ионов на стыке называется диполем. Создание диполя означает, что один свободный электрон с n-стороны и одна дырка с p-стороны выведены из оборота. По мере увеличения числа диполей область вблизи перехода истощается основными носителями заряда. Поэтому мы называем этот незаряженный регион областью истощения.

Барьерный потенциал

Каждый диполь имеет электрическое поле между положительными и отрицательными ионами. Всякий раз, когда свободный электрон пытается войти в область истощения, это электрическое поле выталкивает его обратно в область n.

Напряженность электрического поля увеличивается с каждой электронно-дырочной рекомбинацией внутри области обеднения. Поэтому электрическое поле в конечном итоге останавливает диффузию электронов через соединение, и достигается равновесие.

Электрическое поле между ионами эквивалентно разности потенциалов, называемых барьерным потенциалом. При комнатной температуре барьерный потенциал составляет примерно 0,3 В для германиевых диодов и 0,7 В для кремниевых диодов.

Прямое смещение

При прямом смещении p-тип соединен с положительной клеммой источника, а n-тип соединен с отрицательной клеммой источника. На следующем рисунке показан диод прямого смещения.

Если батарея подключена таким образом, дырки в p-области и свободные электроны в n-области выталкиваются в направлении перехода. Если напряжение батареи меньше барьерного потенциала (0,7 В), у свободных электронов недостаточно энергии, чтобы пройти через область истощения. Когда они попадают в область истощения, ионы выталкивают их обратно в n-область. Из-за этого ток не течет через диод.

Когда напряжение батареи превышает барьерный потенциал (0,7 В), свободные электроны имеют достаточно энергии, чтобы пройти через область истощения и рекомбинировать с дырками. Таким образом они начинают нейтрализовать область истощения, уменьшая ее ширину.

Когда свободный электрон рекомбинируется с дыркой, он становится валентным электроном. Как валентный электрон, он продолжает двигаться влево, переходя от одной дырки к другой, пока не достигнет левого конца диода.

Когда он покидает левый конец диода, появляется новая дырка и процесс начинается снова. Поскольку одновременно движутся миллиарды электронов, мы получаем непрерывный ток через диод.

Обратное смещение

Подключение p-типа к отрицательной клемме батареи и n-типа к положительной клемме соответствует обратному смещению. На следующем рисунке показан диод с обратным смещением.

Отрицательная клемма батареи притягивает дырки, а положительная клемма батареи притягивает свободные электроны. Из-за этого дырки и свободные электроны вытекают из соединения, оставляя положительные и отрицательные ионы позади. Следовательно, область истощения становится шире.

Ширина области истощения пропорциональна обратному напряжению. По мере увеличения обратного напряжения область истощения становится шире. Область истощения перестает расти, когда ее разность потенциалов равна приложенному обратному напряжению. Когда это происходит, электроны и дыры перестают двигаться от соединения.

Обратный ток

Обратный ток в диоде состоит из тока неосновной несущей и тока утечки на поверхность. Этот обратный ток настолько мал, что вы даже не можете его заметить, и он считается почти нулевым.

Обратный ток насыщения

Как известно, тепловая энергия непрерывно создает пары свободных электронов и дырок. Предположим, что тепловая энергия создала свободный электрон и дырку внутри области истощения.

Область истощения выталкивает вновь созданный свободный электрон в область n, заставляя его покинуть правый конец диода. Когда он достигает правого конца диода, он входит во внешний провод и течет к положительной клемме батареи.

С другой стороны, вновь созданная дырка помещается в область p. Эта дополнительная дырка на стороне p позволяет одному электрону с отрицательной клеммы батареи войти в левый конец диода и упасть в дырку.

Поскольку тепловая энергия непрерывно создает пары электрон-дырка внутри области истощения, во внешней цепи протекает небольшой непрерывный ток. Такой обратный ток, вызываемый термически создаваемыми неосновными носителями, называется током насыщения. Название насыщения означает, что увеличение обратного напряжения не приведет к увеличению количества термически производимых неосновных носителей.

Поверхностный ток утечки

В обратном смещенном диоде существует другой ток. Небольшой ток течет по поверхности кристалла, известной как ток поверхностной утечки.

Атомы на верхней и нижней поверхности кристалла не имеют соседей. У них всего шесть электронов на валентной орбите. Это означает, что у каждого поверхностного атома есть две дырки. Следующее изображение показывает эти дырки вдоль поверхности кристалла.

Из-за этого электроны проходят через поверхностные дырки от отрицательной клеммы батареи к положительной клемме батареи. Таким образом, небольшой обратный ток протекает вдоль поверхности.

Пробой

Существует предел того, сколько обратного напряжения выдержит диод перед пробоем. Если вы продолжите увеличивать обратное напряжение, диод в конечном итоге достигнет напряжения пробоя.

Как только напряжение пробоя достигнуто, большое количество неосновных носителей генерируется в области истощения за счет эффекта лавины, и диод начинает сильно проводить в обратном направлении.

Лавинный эффект

Как мы знаем, в диоде с обратным смещением присутствует небольшой ток несущей. Когда обратное напряжение увеличивается, оно заставляет неосновных носителей двигаться быстрее.

Эти неосновные носители, движущиеся с высокой скоростью, сталкиваются с атомами кристалла и выбивают валентные электроны, производя больше свободных электронов. Эти новые миноритарные носители присоединяются к существующим миноритарным носителям и сталкиваются с другими атомами, которые выбивают больше электронов.

Один свободный электрон смещает один валентный электрон, в результате чего образуются два свободных электрона. Эти два свободных электрона затем выбивают еще два электрона, в результате чего образуются четыре свободных электрона. Таким образом, число электронов увеличивается в геометрической прогрессии : 1, 2, 4, 8…

Это постоянное столкновение с атомами генерирует большое количество неосновных носителей, которые производят значительное количество обратного тока в диоде. И этот процесс продолжается до тех пор, пока обратный ток не станет достаточно большим, чтобы разрушить диод.

Диод — обозначение

На следующем рисунке показан схематический символ диода. Символ выглядит как стрелка, которая указывает со стороны p в сторону n. Сторона p называется анодом, а сторона n — катодом.

Диод I-V характеристики

На следующем рисунке показана базовая диодная схема, в которой диод смещен в прямом направлении. Резистор R _S обычно используется, чтобы ограничить прямой ток I _F.

После подключения этой схемы, если вы измерите напряжение и ток диода для прямого и обратного смещения и построите график, то вы получите график, который выглядит следующим образом:

Этот график называется вольт-амперная характеристика (IV). Это самая важная характеристика диода, потому что она определяет, сколько тока протекает через диод для данного напряжения.

Резистор является линейным устройством, потому что его кривая IV является прямой линией. Однако, диод отличается. Это нелинейное устройство, поскольку его кривая IV не является прямой линией. Это связано с барьерным потенциалом.

В зависимости от приложенного к нему напряжения диод будет работать в одной из трех областей: прямое смещение, обратное смещение и пробой.

Область прямого смещения

Когда напряжение диода меньше барьерного потенциала, через диод течет небольшой ток. Когда напряжение на диоде превышает барьерный потенциал, ток, протекающий через диод, быстро увеличивается.

 

Напряжение, при котором ток начинает быстро увеличиваться, называется прямым напряжением (VF) диода. Это также называется напряжением включения или напряжением колена. Как правило, кремниевый диод имеет VF около 0,7 В, а диод на основе германия имеет около 0,3 В.

Область обратного смещения

Область обратного смещения существует между нулевым током и пробоем.

В этой области небольшой обратный ток протекает через диод. Этот обратный ток вызван термически произведенными неосновными носителями. Этот обратный ток настолько мал, что вы даже не можете его заметить, и он считается почти нулевым.

Область пробоя

Если вы продолжите увеличивать обратное напряжение, вы в конечном итоге достигнете так называемого пробивного напряжения диода.

В этот момент в обедненном полупроводниковом слое происходит процесс, называемый лавинным пробоем, и диод начинает сильно проводить в обратном направлении, разрушаясь.

Из графика видно, что у пробоя очень острое колено с последующим почти вертикальным увеличением тока.

 

p-n переход | Электрикам — Part 2

p-n переход

При контакте слоев с различными типами проводимости (p- и n-слоев) часть электронов проводимости переходит из n-слоя в p-слой и происходит их рекомбинация с дырками (То есть отрицательный электрон закрывает положительно заряженную дырку, и вместе их заряд равен нулю). Часть атомов акцепторной примеси (алюминия, бора), имеющих отрицательный заряд, не компенсируется положительным зарядом дырок, и в этой области p-слоя возникает отрицательный  объемный заряд. Электроны, ушедшие из n-слоя, перестают компенсировать положительный заряд атомов донорной примеси (фосфор, сурьма, мышьяк), и в n-слое образуется положительный объемный заряд. Таким образом, вблизи границы p- и n-слоев возникает двойной электрический слой (рис. 1. 1, в). Область двойного-слоя электрических объемных зарядов называется электронно-дырочным переходом, или p-n переходом. Объемные заряды препятствуют дальнейшему диффузионному движению электронов из n-слоя в p-слой и дырок из p-слоя в n-слой. В результате возникновения объемных зарядов образуется потенциальный барьер, высота ф₀ которого определяется соотношением концент

раций примесных атомов в p-n переходе и обычно составляет 0,6—0,9 В.

Прямое включение p-n перехода

Если подключить положительный полюс внешнего источника ЭДС к р-слою, а отрицательный — к n-слою то потенциальный барьер снижается на величину приложенного напряжения (рис. 1. 1,6). При этом большая часть электронов проводимости и дырок обладает энергией, достаточной для преодоления потенциального барьера p-n перехода, и ток через переход резко возрастает. Поступление электронов из внешней цепи в n-слой и удаление их из p-слоя обеспечивают электрическую нейтральность этих слоев. Такое приложенное напряжение называется прямым, а состояние полупро­водниковой структуры — прямым проводящим состоянием. Электрод, под­ключенный к p-слою, называется анодным выводом (анодом), а к n-слою — катодным (катодом).

Обратное включение p-n перехода

Если изменить полярность источника ЭДС так, что положительный полюс окажется соединен с n-слоем, а отрицательный — с p-слоем (рис. 1.1 в), то переход дырок из р-слоя в n-слой и электронов из n-слоя в p-слои сокращается. Более того, дырки, ранее перешедшие из p-слоя в n-слой и не успевшие прорекомбинировать с электронами, будут оттягиваться полем p-n перехода в p-слой. Аналогичным образом электроны проводимости, перешедшие из n-слоя в p-слой, будут оттягиваться полем p-n перехода в n-слой. При этом через полупроводниковую структуру протекает значительный ток (единицы — сотни ампер в зависимости от режима нагрузки), ограниченный только сопротивлением внешней цепи и противоположный по направлению ранее протекавшему прямому току. Такое состояние полупроводниковой структуры называется обратным проводящим состоянием, а протекающий ток — током восстановления запирающих свойств. Спустя некоторое время обычно несколько десятков микросекунд, концентрация избыточных носителей в окрестности р-n перехода уменьшается до нуля и ток через полупровод­никовую структуру также уменьшается. Потенциальный барьер p- n перехода увеличивается на величину приложенного напряжения. Такая полярность прилагаемого напряжения называется обратной, а состояние полупро­водниковой структуры после восстановления запирающих свойств — обрат­ным запертым состоянием.

Заключение

Как видно из выше сказанного p-n переход пропускает ток только в одном направлении (при прямом включении).

принцип действия простыми словами

Открытие перехода электрон-дырка сделало настоящую революцию в электронике. Без этого не могло бы существовать ни телевизоров, ни ноутбуков, ни других знакомых гаджетов. Принцип его работы можно объяснить простыми словами, это поможет понять, что такое P — N или электронно-дырочный переход.

Что это такое

В электронике используются диэлектрики и проводники, но помимо них существуют так называемые полупроводники, то есть промежуточные материалы.Изначально люди не знали, как и с какой целью их можно использовать в электронике или радиотехнике. Однако было обнаружено, что при добавлении некоторых элементов в промежуточный материал полупроводник приобретает особые свойства.

Наиболее распространенным промежуточным материалом является кремний. Он состоит примерно из трети земной коры. Также в полупроводниковых приборах используются селен, арсенид галлия и германий. Ученые выяснили, что если кремний легируют мышьяком (то есть добавляют его в состав), то промежуточный материал насыщается свободными электронами и становится проводником.А если кремний обогащен индием, то полупроводник заполнен свободными положительными зарядами.

Интересно, что нет свободных частиц с положительным зарядом. Протон (положительно заряженная частица) связан с нейтроном, образующим часть атомного ядра. Они не могут нести положительный заряд. То есть оказывается, что есть заряд, но нет электронов, несущих его. Такие частицы называются положительно заряженными «дырками». Полупроводник, в котором есть много подобных «дырок», называется положительным (P-тип).

Сам промежуточный материал, как P, так и N-типа, малопригоден, но если пластины этих элементов плотно прижаты друг к другу, то в точке контакта они образуют электронно-дырочный переход, который сделал прорыв в мире электроники.

Принцип действия

Этот переход имеет одностороннюю проводимость. Вы можете понять суть работы, взяв простую воронку. Если вы наливаете жидкость с широкой стороны, то она будет свободно течь через лейку, но если вы сделаете это через узкую часть, то жидкость практически не перетечет в емкость.Это именно то, что происходит с электронно-дырочным переходом. Если плюс подается на сторону с положительным зарядом от постоянного источника энергии, а минус на сторону с отрицательным зарядом, ток легко пройдет через соединение. Если сделано наоборот, то ток не пройдет.

Для наглядности вы можете провести простой эксперимент. Необходимо собрать схему, где есть:

• лампа на 12 В;
диод
• ;
• постоянный источник энергии.

Если вы включите источник питания, лампочка загорится, но при изменении плюса источника питания этот эффект не будет работать.

Полупроводниковые приборы используют именно эту способность электронно-дырочного перехода — пропускать ток в одном направлении. Устройства выполнены из кристаллов (пластин) из промежуточного материала. Чаще всего это кремний. В этом случае к пластине добавляется примесь, которая обеспечивает другой тип проводимости.

Это весело!

Одна маленькая полупроводниковая микросхема, например, 1 см², содержит сотни тысяч взаимосвязанных сверхмалых элементов.Это могут быть транзисторы, провода и диоды, выполненные на одной пластине.

В настоящее время свойства электронно-дырочного перехода используются в электронике, радиотехнике и микроэлектронике. В последние десятилетия полупроводниковые приборы практически заменили электровакуумные устройства, использовавшиеся ранее. Это особенно заметно, если взглянуть на современные компьютерные технологии. Громоздкие электронные компьютеры, занимающие целые этажи, заменили компактные ПК, оснащенные полупроводниковыми микросхемами.

Загрузка… ,

CSS-переходов

---

CSS переходы

CSS переходы позволяют плавно изменять значения свойств в течение заданного периода времени.

Наведите курсор на элемент ниже, чтобы увидеть эффект перехода CSS:

В этой главе вы узнаете о следующих свойствах:

• переход
• переход-задержка
• длительность перехода
• переходной собственности
• функция времени перехода

---

Поддержка браузера

для переходов

Числа в таблице указывают первую версию браузера, которая полностью поддерживает свойство.

Недвижимость
переход	26,0	10,0	16,0	6,1	12,1
переход-задержка	26,0	10,0	16.0	6,1	12,1
длительность перехода	26,0	10,0	16,0	6,1	12,1
переходной собственности	26,0	10,0	16,0	6,1	12,1
функция времени перехода	26.0	10,0	16,0	6,1	12,1

---

Как использовать CSS-переходы?

Чтобы создать эффект перехода, необходимо указать две вещи:

• CSS свойство, которое вы хотите добавить эффект к
• длительность эффекта

Примечание: Если часть продолжительности не указана, переход не будет иметь эффекта, поскольку значение по умолчанию равно 0.

В следующем примере показан красный

элемент размером 100px * 100px.

Элемент также указал эффект перехода для свойства width, длительностью 2 секунды:

Пример

ДИВ {
ширина: 100px; Высота
: 100 пикселей;
фон: красный;
переход: ширина 2 с;
}

Эффект перехода начнется, когда указанное свойство CSS (ширина) изменит значение.

Теперь давайте зададим новое значение для свойства width, когда пользователь наведет курсор на элемент

:

Обратите внимание на то, что когда курсор наведет курсор на элемент, он постепенно вернется к своему первоначальному стилю.

---

Изменить несколько значений свойств

В следующем примере добавляется эффект перехода для свойства width и height с продолжительностью 2 секунды для ширины и 4 секунды для высоты:

---

---

Укажите кривую скорости перехода

Свойство transition-timer-function определяет кривую скорости эффекта перехода.

Свойство transition-timer-function может иметь следующие значения:

• облегчение — указывает эффект перехода с медленным началом, затем быстрым, а затем медленным завершением (по умолчанию)
• линейный — указывает эффект перехода с одинаковой скоростью от начала до конца
• easy-in — указывает эффект перехода при медленном старте
• замедление — указывает эффект перехода с медленным концом
• easy-in-out — указывает эффект перехода с медленным началом и концом
• кубического Безье (n, n, n, n) — позволяет вам определять свои собственные значения в функции кубического Безье

В следующем примере показаны некоторые из различных кривых скорости, которые можно использовать:

Пример

# div1 {функция-перехода-времени: линейная;}
# div2 {Функция перехода времени: легкость;}
# div3 {Функция перехода времени: непринужденность;}
# div4 {функция перехода времени: облегчение;}
# div5 {функция перехода времени: легкость входа;}

Попробуй сам »

---

Задержка эффекта перехода

Свойство transition-delay указывает задержку (в секундах) для эффекта перехода.

В следующем примере перед запуском задержка составляет 1 секунду:

---

Переход + Преобразование

Следующий пример добавляет эффект перехода к преобразованию:

---

Больше примеров перехода

Свойства перехода CSS можно указывать по одному, например:

Пример

ДИВ {
свойство перехода: ширина;
длительность перехода: 2 с;
функция времени перехода: линейная;
задержка перехода: 1 с;
}

Попробуй сам »

или с помощью сокращенного свойства перехода :

---

Проверь себя упражнениями!

---

CSS-переходных свойств

В следующей таблице перечислены все свойства перехода CSS:

.

Недвижимость	Описание
переход	Сокращенное свойство для установки четырех свойств перехода в одно свойство
переход-задержка	Указывает задержку (в секундах) для эффекта перехода
длительность перехода	Указывает, сколько секунд или миллисекунд требуется эффекту перехода для завершения
переходной собственности	Указывает имя свойства CSS, для которого применяется эффект перехода
функция времени перехода	Определяет кривую скорости эффекта перехода

,

Что такое переход? Определение, примеры переходов в письменной форме

Определение перехода: Переходы — это слова или фразы, которые используются для соединения одной идеи с другой при написании.

Что такое переход?

Переходы — это слова или фразы, которые вставляются в письмо, чтобы соединить мысли и идеи. Это позволяет читателю легко следить за ходом написания, добавляя поток.

Пример перехода

При написании пошагового руководства о том, как что-то делать, люди часто использовали числовые переходы, такие как первый, второй и третий, чтобы помочь аудитории понять отдельные вовлеченные шаги.

Где используются переходы?

Между разделами : При длительной записи переходы между разделами используются для обобщения того, что уже было объяснено, а также для представления будущего материала. Например, в учебниках истории авторы могут включать переходы между главами, чтобы обеспечить связь между историческими событиями.

Между идеями : Переходы важно использовать между идеями для разделения отдельных мыслей.Примером может быть предоставление людям вариантов выбора между людьми, которые хотят добавить переход, чтобы определить, что они перешли к новому выбору.

Между абзацами : При включении переходов между абзацами важно определить связь между этими двумя пунктами, чтобы эффективно перейти от одного абзаца к следующему. Часто хорошим способом для этого является чтение последнего предложения первого абзаца и первого предложения второго, чтобы найти связь.Например, предлагая в ситуации две стороны, переходное слово , тем не менее, может быть хорошим соединителем между двумя абзацами.

Внутри параграфов : Важно также включить переходы внутри параграфов, чтобы мысли внутри раздела организованно переходили от одного к другому. Если автор говорит об идее, а затем хочет предоставить пример для иллюстрации, переход , например, , поможет переходу читателя.

Функция переходов в литературе

.

Что такое переход?

Обновлено: 30.04.2020 от Computer Hope

При ссылке на видео или слайд переход — это эффект, который происходит между каждой фотографией, слайдом или видеоклипом. Например, переход постепенного изменения яркости может использоваться для постепенного увеличения или уменьшения каждого изображения в слайд-шоу.

Изменение переходов в Microsoft PowerPoint

Переходы можно настроить в Microsoft PowerPoint, щелкнув вкладку «Переходы».Зайдя в раздел «Переходы», вы увидите все доступные переходы и сможете щелкнуть стрелки вниз, чтобы просмотреть и просмотреть все доступные переходы. Нажав на любой из переходов, вы получите обзор перехода. При нажатии на Параметры эффектов позволяет изменить направление или другие параметры эффекта. Звуки позволяют вам звучать при каждом переходе. Продолжительность позволяет увеличивать или уменьшать продолжительность или время эффекта.

Примеры разных типов переходов

Существует несколько типов переходов, которые можно использовать в большинстве программ. Ниже приведен алфавитный список различных типов переходов и типа анимации или эффекта, которые они дают для вашего шоу. Помните, что не все перечисленные ниже переходы будут доступны в каждой программе, которая поддерживает переходы.

• Жалюзи — Переверните по горизонтали или вертикали бары, как планки в блайндах, чтобы открыть следующую сцену.
• Box — Показать обзор текущей сцены и повернуть его, как если бы он был внутри окна, чтобы показать следующую сцену.
• Шахматная доска — Переверните плитки шахматной доски, чтобы открыть следующую сцену.
• Часы — Показать следующую сцену по часовой стрелке или против часовой стрелки.
• Конвейер — Перемещать текущую сцену за пределы экрана, в то же время выводя следующую сцену, как конвейерную ленту.
• Обложка — Показать обзор, а затем перевернуть следующую сцену поверх предыдущей.
• Куб — Показать видео как поверхность на кубе и повернуть куб, чтобы показать другую сцену.
• Cut — Быстрый переход к следующей сцене.
• Dissolve — Растворить предыдущую сцену, чтобы открыть следующую сцену.
• Двери — Разделите текущую сцену и откройте ее, как будто это дверь, чтобы открыть следующую сцену.
• Исчезать — Исчезать (растворяться) в нашем ауте.
• Колесо обозрения — Поверните текущую сцену, а затем следующую сцену в круговом движении, как колесо обозрения.
• Flash — Эффект вспышки камеры для отображения следующей сцены.
• Flip — Показать обзор текущей сцены и перевернуть ее, чтобы показать следующую сцену на спине.
• Пролететь сквозь — Пролистать текущую сцену, чтобы показать следующую сцену за текущей сценой, как эффект увеличения без удаления фона.
• Галерея — Показать обзор текущего слайда и перейти к следующей сцене, как если бы вы смотрели на искусство в галерее.
• Блеск — Растворите и раскройте следующий слайд с эффектом блеска восьмиугольника.
• Honeycomb — Растворите и покажите следующий слайд в виде сот восьмиугольника.
• Нет — Удалить или не выполнять переход, обычно это значение по умолчанию.
• Орбита — Показать обзор текущей сцены и вращать его как эффект Box, но не удаляет фон.
• Pan — Переместить текущую сцену в любом направлении, за которой следует следующая сцена.
• Нажмите — Переместите сторону, изображение или видео в направлении эффекта.
• Случайные бары — Исчезают и появляются случайные горизонтальные или вертикальные бары.
• Выявление — Исчезайте, а затем переходите к следующей сцене в выбранном вами направлении.
• Ripple — Создайте рябь, как в воде, чтобы открыть следующую сцену.
• Повернуть — Повернуть текущую сцену, чтобы показать следующую сцену как куб, не удаляя фон.
• Форма — Выцветает или исчезает в форме круга, квадрата, ромба или другой формы.
• Shred — Разрежьте текущую сцену на части и переместите новые вырезанные части из следующей сцены в поле зрения.
• Разделить — Растворить из середины или из краев в зависимости от параметров.
• Switch — Показать текущую и следующую сцену и переключаться между двумя похожими картами в колоде.
• Раскрыть — Показать обзор, а затем перевернуть его, как страницу в книге.
• Vortex — Отображение сотен маленьких квадратов в эффекте вихря торнадо, чтобы растворить и открыть следующую сцену
• Окно — Открыть текущую сцену и сделать предыдущую сцену похожей на дверь, но окно не удаляет фон.
• Wipe — Растворить в направлении эффекта.
• Zoom — увеличьте масштаб текущей сцены, чтобы показать следующую сцену позади нее.

Анимация, PowerPoint, Слайд, Слайд-шоу, Программное обеспечение

,