Э Тема 3 Металл-полу.пр. 07.06.2014 7

Переход металл – полупроводник. Слайд 1. Всего 8
Переход металл- полупроводник
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Переход металл – полупроводник. Слайд 2. Всего 8
Невыпрямляющий контакт металл-полупроводник
Свойства
контакта
металл-полупроводник
определяются разностью работ выхода электрона.
Работа выхода – это приращение энергии, которое
должен получить электрон, находящийся на уровне
Ферми, для выхода из этого тела.
АМ – работа выхода у металла;
АП – работа выхода у полупроводника.
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Переход металл – полупроводник. Слайд 3. Всего 8
Разделив работы выхода на заряд электрона q,
получим соответствующие потенциалы:
М 
АМ
q
П 
АП
q
Введём понятие «контактная разность
потенциалов»  М-П
М П  М   П
Пример. Контакт металл-полупроводник n- типа. Для
получения невыпрямляющего контакта необходимо
выполнение условия
 М П  0
Автор Останин Б.П.
АМ  АП
Конец слайда
Переход металл – полупроводник. Слайд 4. Всего 8
Для получения невыпрямляющего контакта металл –
полупроводник р-типа необходимо выполнение условия
 М П  0
АМ  АП
Зонная диаграмма для неконтактирующих металла и полупроводника
Уровень вакуума
Металл
М
Полупроводник n- типа
П
 FМ
Зона проводимости
Уровни доноров
 FП
Уровень Ферми
металла
З
Валентная зона
Автор Останин Б.П.
Уровень Ферми
полупроводника
Конец слайда
Переход металл – полупроводник. Слайд 5. Всего 8
Если в контакте металла с полупроводником nтипа АП < AМ, то электроны будут переходить
главным образом из полупроводника в металл и в
приграничном слое полупроводника образуется
область, обеднённая основными носителями заряда и
поэтому
имеющая
большое
сопротивление.
Создаётся сравнительно высокий потенциальный
барьер, высота которого будет существенно меняться
в зависимости от полярности приложенного
напряжения.
Такой
переход
обладает
выпрямительными свойствами. Подобные переходы
в своё время исследовал немецкий учёный Шоттки.
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Переход металл – полупроводник. Слайд 6. Всего 8
В диодах Шоттки (электроны из полупроводника
переходят в металл) отсутствуют процессы
накопления и рассасывания зарядов неосновных
носителей, характерные для электронно-дырочных
p-n переходов. Поэтому диоды Шоттки обладают
значительно более высоким быстродействием,
нежели обычные диоды, так как накопление и
рассасывание зарядов – процессы инерционные, т.е.
требуют времени.
Аналогичные выпрямляющие свойства имеет контакт
металла с полупроводником р-типа при АП > AМ.
Автор Останин Б.П.
Конец слайда
Переход металл – полупроводник. Слайд 7. Всего 8
Невыпрямляющий АМ < AП
М
n
Невыпрямляющий АМ > AП
М
Автор Останин Б.П.
р
Выпрямляющий АМ > AП
М
n
Выпрямляющий АМ < AП
М
р
Конец слайда
Переход металл – полупроводник. Слайд 8. Всего 8
1. Укажите, каким может быть контакт металл-полупроводник.
2. Работа выхода это…
3. Поясните, как получить потенциал металла, зная его работу выхода.
4. Поясните, как получить потенциал полупроводника, зная его работу
выхода.
5. Поясните, что такое контактная разность потенциалов .
6. Укажите, какой должна быть контактная разность потенциалов, чтобы
контакт металл n- полупроводник был невыпрямляющим. Почему?
7. Укажите, какой должна быть контактная разность потенциалов, чтобы
контакт металл n- полупроводник был выпрямляющим. Почему?
8. Укажите, какой должна быть контактная разность потенциалов, чтобы
контакт металл р- полупроводник был невыпрямляющим. Почему?
9. Укажите, какой должна быть контактная разность потенциалов, чтобы
контакт металл р- полупроводник был выпрямляющим. Почему?
10. Укажите, кто из учёных исследовал переходы металл-полупроводник.
11. Укажите, почему диоды Шоттки обладают значительно более высоким
быстродействием, нежели обычные диоды
Автор Останин Б.П.
Конец слайда