Переходы p-i, n-i, p+-p, n+-n типов. PIN диоды.

Кроме p-n и переходов металл-полупроводник, встречаются и другие типы переходов.

При контакте примесного полупроводника (p- или n- типов) с собственным полупроводником (i-типа) могут образоваться p-i или n-i переходы, при этом соответственно. Из-за разности концентраций носителей заряда возникнет диффузия носителей, что приведет к появлению разности потенциалов:

- в переходе p-i-типа – между отрицательно заряженными ионами акцепторов в полупроводнике p-типа и положительно заряженными ионами в полупроводнике i-типа;

- в переходе n-i-типа – между положительно заряженными ионами доноров в полупроводнике n-типа и отрицательно заряженными ионами в полупроводнике i-типа.

Однако эта разность потенциалов значительно меньше, чем в p-n переходе, и слой, обеднённый носителями заряда, простирается большей частью в область собственного (i-) полупроводника.

 

d=d_p + d_i d=d_n + d_i

P_p > P_i; d_i > d_p N_n > N_i; d_i > d_n

При создании p-i-n диода между p- и n- областями располагается достаточно высокоомный слой собственного полупроводника (i-типа).

 

 

p-i-n диод.

В p-i-n диодах n- и p- области отделены друг от друга i-слоем, снижена напряженность электрического поля в i-слое, что позволяет повысить значение обратного напряжения, при котором начинается пробой.

В связи с пониженным потенциальным барьером на границе n-i и p-i, при прямом напряжении электроны и дырки проникают глубоко в i-слой, где происходит их взаимная рекомендация и практически исключается возможность образования пространственного заряда. Это позволяет повысить быстродействие таких диодов. Кроме того, пониженный потенциальный барьер позволяет увеличить допустимый прямой ток.

p-i-n диоды в режиме переключения могут работать на высоких частотах ( до 40ГГц), с большим обратным напряжением и обеспечивать переключение большой мощности (до мегаватт).

 

 

Создание структур p⁺-p-n и n⁺-n-p (где p⁺ и n⁺ - означает повышенную концентрацию легирующих примесей: акцепторной и донорной, соответственно), позволяет получить диоды с малым прямым напряжением, малым обратным током, большим напряжением пробоя, малым значением ёмкости p-n перехода.