Твитнуть
Я ничего не требую. Просто мне интересно, почему этот японец обнаружил квантовые эффекты в туннельном диоде и получил за это Нобелевскую премию, а ты говоришь, что это фигня.
И почему на кафедре физики твёрдого тела заморачиваются волной де Бройля электрона, если по-твоему, это фигня?
Ага. Это я знаю.
Да. Лигирование.
Почему разные ВАХ для туннельного диода и для обычного (светодиода, выпрямляющего и проч.)
Нарисуй.
И почему на кафедре физики твёрдого тела заморачиваются волной де Бройля электрона, если по-твоему, это фигня?
Хорошо.
Для начала вспомним что есть такое р-n переход.
Для начала вспомним что есть такое р-n переход.
А это область смешения двух полупроводников с разными типами примесей. Обрати внимание, что в переходе есть примеси обоих типов - и 5, и 3-х валентных.
Таким образом, свободные электроны 5-и валентных примесей, заняли вакантные места 3-х валентных примесей и полупроводник, стал по своим свойствам, соответствовать чистому полупроводнику, без примесей.
Сопротивление диода, складывается из трёх составляющих: - сопротивление собственно p-n перехода; - сопротивление полупроводника с 5-и валентными примесями; - сопротивление полупроводника с 3-х валентными примесями.
Сопротивление двух последних относительно мало и более-менее постоянно, поэтому учитывать в дальнейшем изложении, не будем. Основной вклад в сопротивление диода, вносит именно область перехода. - а просто потому, что там свободных зарядов гораздо меньше, чем в двух других областях.
Итак - включаем диод прямо - минус к n-области(5-и валентные примеси), а плюс к p-области(3=х валентные примеси). Что происходит:
А избыток электронов, поступающий в n-область, устремляется в сторону p-области... НО, на его пути находится переход, который содержит примеси обоих типов. И тут, 3-х валентные примеси окончательно заполняются электронами так, что их можно даже и не учитывать - получается что они полностью достраивают межатомные связи, (поскольку электронов становится дофига) и количество т.н. "дырок" резко сокращается.
То есть двухпримесный полупроводник в области перехода, непосредственно прилегающей к n-полупроводнику, сам "превращается" в этот самый n-полупроводник.
С другой стороны происходит полностью аналогичная картинка, только с учётом смены знака зарядов.
Таким образом ШИРИНА зоны перехода УМЕНЬШАЕТСЯ.
Упссс...
То есть у нас получается, что p и n зоны, как бы движутся по области перехода, навстречу друг другу.
А раз уменьшается ширина перехода, то и сопротивление его тоже падает. И мы имеем обычную ВАХ диода - с ростом напряжения, ток тоже возрастает по околопараболической закономерности.
Пока всё понятно?Теперь переходим к туннельному диоду.
Если у обычного диода, ширина перехода очень велика(относительно) и при увеличении напряжения "движущиеся" навстречу друг другу зоны просто не успевают встретиться до начала пробоя;
То, у туннельного диода, ширина перехода маленькая - это, собственно, его конструктивная особенность.
И поэтому даже при небольшом напряжении, движущиеся друг у другу зоны с разной проводимостью встречаются. Нет, не надо делать удивлённые глаза и говорить что раз сопротивление перехода становится нулевым, то ток должен резко возрасти - ничего подобного. Дело в том, что вот этот, движущийся фронт области типа проводимости, не является какой-то чёткой прямой линией. На самом деле, там некоторый люфт с падением/увеличением концентрации носителей зарядов, то есть чёткой границы нет.
Но вернёмся к "встрече на Эльбе". Что при этом происходит? А ничего страшного - ровно то-же самое, что и при смешении двух полупроводников с разными типами примесей - он становится обычным полупроводником. Вот и всё.
То есть встретившись , области с разным типом проводимости снова порождают тот-же самый p-n переход.
При дальнейшем увеличении напряжения, область перекрещивания, наползания, друг на друга у этих ребяток тоже увеличивается. То есть у нас получается рост ширины p-n перехода, а значит и рост сопротивления, что приводит к уменьшению тока через диод.
Вот тебе по-другому: - взаимно перекрещенные области с разным типом проводимости, просто начинают мешать друг другу.
Ну а когда наползание дойдёт до противоположных границ перехода, а там уже просто нет носителей противоположного типа, то вся конструкция переходит в режим обычного диода, и уже ничем от него не отличается.
Сопротивление диода, складывается из трёх составляющих: - сопротивление собственно p-n перехода; - сопротивление полупроводника с 5-и валентными примесями; - сопротивление полупроводника с 3-х валентными примесями.
Сопротивление двух последних относительно мало и более-менее постоянно, поэтому учитывать в дальнейшем изложении, не будем. Основной вклад в сопротивление диода, вносит именно область перехода. - а просто потому, что там свободных зарядов гораздо меньше, чем в двух других областях.
Итак - включаем диод прямо - минус к n-области(5-и валентные примеси), а плюс к p-области(3=х валентные примеси). Что происходит:
А избыток электронов, поступающий в n-область, устремляется в сторону p-области... НО, на его пути находится переход, который содержит примеси обоих типов. И тут, 3-х валентные примеси окончательно заполняются электронами так, что их можно даже и не учитывать - получается что они полностью достраивают межатомные связи, (поскольку электронов становится дофига) и количество т.н. "дырок" резко сокращается.
То есть двухпримесный полупроводник в области перехода, непосредственно прилегающей к n-полупроводнику, сам "превращается" в этот самый n-полупроводник.
С другой стороны происходит полностью аналогичная картинка, только с учётом смены знака зарядов.
Таким образом ШИРИНА зоны перехода УМЕНЬШАЕТСЯ.
Упссс...
То есть у нас получается, что p и n зоны, как бы движутся по области перехода, навстречу друг другу.
А раз уменьшается ширина перехода, то и сопротивление его тоже падает. И мы имеем обычную ВАХ диода - с ростом напряжения, ток тоже возрастает по околопараболической закономерности.
Пока всё понятно?Теперь переходим к туннельному диоду.
Если у обычного диода, ширина перехода очень велика(относительно) и при увеличении напряжения "движущиеся" навстречу друг другу зоны просто не успевают встретиться до начала пробоя;
То, у туннельного диода, ширина перехода маленькая - это, собственно, его конструктивная особенность.
И поэтому даже при небольшом напряжении, движущиеся друг у другу зоны с разной проводимостью встречаются. Нет, не надо делать удивлённые глаза и говорить что раз сопротивление перехода становится нулевым, то ток должен резко возрасти - ничего подобного. Дело в том, что вот этот, движущийся фронт области типа проводимости, не является какой-то чёткой прямой линией. На самом деле, там некоторый люфт с падением/увеличением концентрации носителей зарядов, то есть чёткой границы нет.
Но вернёмся к "встрече на Эльбе". Что при этом происходит? А ничего страшного - ровно то-же самое, что и при смешении двух полупроводников с разными типами примесей - он становится обычным полупроводником. Вот и всё.
То есть встретившись , области с разным типом проводимости снова порождают тот-же самый p-n переход.
При дальнейшем увеличении напряжения, область перекрещивания, наползания, друг на друга у этих ребяток тоже увеличивается. То есть у нас получается рост ширины p-n перехода, а значит и рост сопротивления, что приводит к уменьшению тока через диод.
Вот тебе по-другому: - взаимно перекрещенные области с разным типом проводимости, просто начинают мешать друг другу.
Ну а когда наползание дойдёт до противоположных границ перехода, а там уже просто нет носителей противоположного типа, то вся конструкция переходит в режим обычного диода, и уже ничем от него не отличается.
Вот как-то так... Если не понятно, давай картинку нарисую.
Нарисуй.
А это что: "
Комментарий