Электромагнетизм. § 45. Полупроводниковый диод → номер 47
1. Какой контактный слой называют p-n-переходом? Как он получается технологически?
Контактный слой, состоящий из двух примесных полупроводников p — и n-типа, называется p-n-переходом. Для его получения кристалл полупроводника с примесью p-типа нагревают до температуры около 1000 К, направляют на поверхность кристалла пар примеси n-типа, который диффундирует. На поверхности кристалла образуется область, которая является полупроводником n-типа. Снаружи его покрывают защитной окисной пленкой. В монокристалле образуются два контактирующих полупроводника p — и n-типа.
2. Какой слой называется запирающим в p-n-переходе? Как образуется запирающий слой в p-n-переходе?
Запирающим слоем называют двойной слой разноименных электрических зарядов, который создает на p-n-переходе электрическое поле, препятствующее свободному разделению зарядов.
При p-n-переходе свободные электроны из n-области начинают диффундировать в p-область благодаря тепловому движению, а дырки, наоборот, диффундируют из p-области в n-область. При этом p-область приобретает отрицательный заряд, а n-область — положительный. Поэтому в p-n-переходе образуется двойной электрический (запирающий) слой.
3. Какое присоединение внешнего напряжения к p-n-переходу называют прямым (обратным) включением? Какие носители тока называют основными, а какие неосновными?
Прямое включение: плюс подключается к p-полупроводнику, а минус — к n-полупроводнику.
Обратное подключение — наоборот. Основными носителями называются заряженные частицы, которые имеют максимальную концентрацию. Неосновные носители — это заряженные частицы, у которых концентрация значительно меньше, чем концентрация основных носителей.
4. Объясните ход вольт-амперной характеристики p-n-перехода
При обратном включении ток через p-n-переход пренебрежительно мал, он протекает вследствие движения не основных носителей. При прямом включении p-n-перехода ток протекает в прямом направлении. Чем больше приложенное напряжение, тем больше сила тока.
Когда приложенная разность потенциалов превосходит напряжение на запирающем слое, сила тока резко возрастает.
5. Приведите электрические схемы и объясните различие одно — и двухполупериодного выпрямления
При включении полупроводникового диода для однополупериод-ного выпрямления ток через диод проходит только в половине периода, когда напряжение приложено в прямом направлении. При двухполупериодном выпрямлении ток через сопротивление нагрузки протекает при любой полярности напряжения.
