Почему силовые диоды имеют конструкцию p + n- n +, а почему нет p + p- n +?

11

Я узнал о силовых диодах и о том, как они отличаются от диодов с низким энергопотреблением добавлением слегка легированного слоя n-типа.
Этот слой n-типа улучшает номинальное напряжение пробоя устройства и улучшает проводимость при прямом смещении из-за большого количества инжектированных носителей из областей с сильными примесями.
Будет ли силовой диод работать так же, если этот n-слой будет заменен на слегка легированный слой p-типа? Если это так, почему n-слой предпочтителен? Или, если это не так, почему?

diodes power-electronics semiconductors Сиддхарт Нандхан
источник

Ответы:

13

Подвижность электронов примерно вдвое больше подвижности дырок, поэтому использование электронов в качестве основных носителей означает, что вы получите:

  • Для фиксированного размера, в два раза больше производительности или ...

  • Для фиксированной производительности вдвое меньше.

DrFriedParts
источник
+1 Раньше, когда я изучал это в 1980 году, в кремнии (а не в германии) была почти трехкратная подвижность дырок. Я помню старые цифры 1300 против 500 для кремния и 3800 против 1800 для германия. Но измерения, возможно, были уточнены с давних времен, я полагаю. (Комнатная температура от .)300К
Йонк
1
@jonk Мобильность является функцией концентрации допанта. Ваши цифры точны для низких концентраций легирующей примеси, но подвижность существенно падает, и соотношение изменяется до 2: 1 при более высоких концентрациях, которые будут использоваться в диоде.
Мэтт
@Matt Спасибо. Я помню, что подвижность была некоторой силой T (температуры) и также зависела от напряженности электрического поля. Но я не вспомнил это в зависимости от концентрации допанта. Конечно, проводимость, конечно. Но я думаю, мне нужно снова прочитать. У вас есть ссылка, которую я мог бы просмотреть?
Йонк
@jonk Книга Бартов посвящена мобильности здесь ecee.colorado.edu/~bart/book/book/chapter2/ch2_7.htm или «Физика полупроводниковых приборов» Саймона Си. Это отличная книга.
Мэтт
1
@ Matt Спасибо, Мэтт. Это очень помогает. Здесь также используется модель решеточных фононов. Я знаком с этим, так что это также хороший переход. Я также полагаю, что вижу, что подвижность электронов довольно быстро снижается при высоких уровнях легирующей примеси, и что отношение может быть даже меньше 2 при достаточно высоких уровнях (где подвижность довольно низкая, в целом). Оценивается.
18:30