 |
D — ширина запирающего слоя; d— ширина слоя умножения
|
|
|
|
Дрейфуя через пролетные участки, электроны и дырки частично компенсируют объемный заряд ионов примеси и снижают напряженность поля в слое умножения. Пролетный режим работы диода основан на использовании лавинного пробоя и эффекта времени пролета носителей в обедненной области различных полупроводниковых структур. Распределение поля в этой области, определяющее физические процессы в диоде, зависит от типа структуры и закона распределения концентрации примесей в областях структуры.
Структура типа n+—р—i—p+ (диод Рида).
Структура лавинно-пролетного диода (a) и распределение в нем концентрации примеси (6), электрического поля (в), коэффициента ударной ионизации (г), а также вoльт-aмпepнaя характеристика ЛПД (д)
Максимальная напряженность электрического поля имеет место в области р+-n- пepexoдa (рис. в). Электрическое поле резко убывает в n-области и остается практически постоянным в i- cлoe, который полностью обеднен при больших обратных напряжениях. Если обратное напряжение увеличивать, то электрическое поле в переходе превысит значение пробивной напряженности Eпp, при которой коэффициент ударной ионизации α достигает больших значений (порядка 105 cм-1). поскольку α сильно зависит от E, то протяженность области ударной ионизации невелика (рис. г). В ней происходит лавиннообpaзнoe нарастание количества свободных носителей заряда. Эту область называют областью лавинного умножения. Образующиеся дырки увлекаются внутренним электрическим полем перехода в p+-область, а электроны, попадая в i- cлoй, движутся к n-+области в постоянном электрическом поле. Если напряженность электрического поля в слаболегированной области велика и превышает несколько кB/cм, то скорость электронов остается почти постоянной и равной υнac = 105 м/с. Происходит так называемое насыщение дрейфовой скорости носителей. Следовательно, носители заряда дрейфуют с конечной скоростью за конечный промежуток времени. Это предельное значение дрейфовой скорости называют скоростью насыщения. Поскольку при этом дифференциальная подвижность электронов близка к нулю, при движении электронов не происходит уменьшения объемной плотности заряда.
Принцип работы ЛПД:
|
|
|
