Генерация и рекомбинация. Виды пробоев.

Уход электрона из ковалентной связи сопровождается появлением двух электрически связанных атомов единичного положительного заряда, получившего название дырки, и свободного электрона. Фактически дырку можно считать подвижным свободным носителем элементарного положительного заряда, а заполнение дырки электроном из соседней ковалентной связи можно представить как перемещение дырки. Процесс образования пар электрон-дырка называют генерацией свободных носителей заряда. Одновременно с процессом генерации протекает процесс рекомбинации носителей.
Виды пробоев:
В зависимости от причин, вызывающих появление дополнительных носителей заряда в р-n-переходе, различают электрическийпробой и тепловойпробой.

Электрический пробой, в свою очередь, может быть лавиннымили туннельнымрассмотрим эти виды пробоя. Лавинныйпробой обусловлен лавинным размножением носителей в р-n-переходе в результате ударной ионизации атомов быстрыми носителями заряда. Он происходит следующим образом. Неосновные носители заряда, поступающие в p-n-переход при действии обратного напряжения, ускоряются полем и при движении в нем сталкиваются с атомами кристаллической решетки. При соответствующей напряженности электрического поля носители заряда приобретают энергию, достаточную для отрыва валентных электронов. При этом образуются дополнительные пары носителей заряда - электроны и дырки, которые, ускоряясь полем, при столкновении с атомами также создают дополнительные носители заряда. Описанный процесс носит лавинный характер.

Лавинный пробой возникает в широких p-n-переходах, где при движении под действием электрического поля носители заряда, встречаясь _______с большим количеством атомов кристалла, в промежутке между столкновениями приобретают достаточную энергию для их ионизации.

В основе туннельногопробоя лежит непосредственный отрыв валентных

электронов от атомов кристаллической решетки под действием сильного электрического

поля. Образующися при этом дополнительные носители заряда (электроны и дырки)

увеличивают обратный ток через р-n-переход. Туннельный пробой развивается в узких р-

n-переходах, где при сравнительно небольшом обратном напряжении имеется высокая

напряженность поля.

12. Биполярные транзисторы.

Биполярный VT представляет собой п/п прибор с двумя взаимодействующими переходами и тремя или более выводами, усилительные свойства которого обусловлены явлениями инжекции и экстракции неосновных носителей заряда. Слово «биполярный» означает, что работа VT зависит от носителей обеих полярностей: отрицательно заряженных свободных электронов и положительно заряженных дырок.

VT может работать в 4 режимах, в зависимости от напряжения на его

переходах. При работе в активном режиме на эмиттерном переходе напряжение прямое, а

на коллекторном – обратное. Режим отсечки, или запирания, достигается подачей

обратного напряжения на оба перехода. Если на обоих переходах напряжение прямое, то

транзистор работает в режиме насыщения (ключевой режим). Режим работы VT когда его

включение обратно активному, называется инверсным. Активный режим является

основным в линейных схемах, при этом на эмиттер подается прямое напряжение порядка

десятых долей вольта, а на коллекторный переход – обратное напряжение порядка единиц

и десятков вольт (усилители, генераторы). Режимы отсечки и насыщения характерны для

импульсной работы VT. В схемах с транзисторами обычно образуются две цепи. Входная, или управляющая цепь служит для управления работой VT. В выходной, или управляемой

цепи получаются усиленные колебания. Источник усиливаемых колебаний включается во

входную цепь, а в выходную включается нагрузка. Для величин, относящихсяк входной и

выходной цепи, применяют соответственно индексы ≪вх≫ и ≪вых≫ или 1 и 2.