Вольт-амперные характеристики выпрямительных диодов металл – полупроводник. Часть 1. Формирование токов проводимости и токов смещения на p–n переходе
Another Title
Volt-ampere Characteristics of Metal-semiconductor Rectifier Diodes. Part 1: Formation of Conduction Currents and Displacement Currents at the p–n Junction
Bibliographic entry
Гречихин, Л. И. Вольт-амперные характеристики выпрямительных диодов металл – полупроводник. Часть 1. Формирование токов проводимости и токов смещения на p–n переходе = Volt-ampere Characteristics of Metal-semiconductor Rectifier Diodes. Part 1: Formation of Conduction Currents and Displacement Currents at the p–n Junction / Л. И. Гречихин // Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. Энергетика. – 2025. – № 3. – С. 209-229.
Abstract
Электрические токи, возникающие в контакте металл – полупроводник, представляют в виде суммы токов диффузии и токов дрейфа. Для определения их величины предлагались разные эмпирические формулы. Такой подход определения электрических токов в диодах металл – полупроводник не позволяет получать экспериментально определенные величины электрических токов. В этой связи возникла проблема в разработке теоретических основ производства такого вида техники на достаточно обоснованной теоретической базе с учетом последних достижений в электротехнике и электронике. Теоретически рассчитанная поверхность из трехатомных молекул для кремния полностью совпала с экспериментальными данными, полученными на туннельном микроскопе. Рассмотрен процесс нанесения пленки из полупроводника германия или кремния на основу металла – алюминия. Показано, что наиболее оптимальным является нанесение покрытий методом лазерного распыления. Определена концентрация свободных электронов в зоне проводимости алюминия, которая возникает вследствие ионизации отрицательных ионов и термоавтоэлектронной эмиссии электронов из металла под действием температуры и приложенного внешнего напряжения. Разработана теория формирования электрических токов проводимости и смещения. Установлены условия возникновения электрического тока проводимости в столбообразных пустотах на поверхности алюминия и токов смещения в подводящих проводах. Показано, каким образом происходит превращение токов проводимости в ток смещения на границе p–n перехода.
Abstract in another language
Electric currents arising in metal-semiconductor contact are represented as the sum of diffusion currents and drift currents. The use of various empirical formulas was proposed to determine their value. This approach to determining electric currents in metal-semiconductor diodes does not allow pinpointing experimentally obtained values of electric currents. In this regard, there was a problem in developing the theoretical foundations for the production of this type of equipment on a sufficiently sound theoretical basis, taking into account the latest achievements in electrical engineering and electronics. The theoretically calculated surface of triatomic molecules for silicon completely coincided with the experimental data obtained on a tunneling microscope. The process of applying a film made of germanium or silicon semiconductor to an aluminum metal base is considered. It is shown that the most optimal is the application of coatings by laser spraying. The concentration of free electrons in the conduction band of aluminum is determined, which occurs due to the ionization of negative ions and thermoautoelectronic emission of electrons from the metal under the influence of temperature and applied external voltage. A theory of the formation of electric currents of conduction and displacement has been developed. The conditions for the occurrence of an electric conduction current in columnar cavities on the aluminum surface and displacement currents in the supply wires are specified. It is shown how the conversion of conduction currents into a displacement current occurs at the boundary of the p–n junction.
View/
Collections
- № 3[6]