tuổi thọ tàu sân bay thiểu số? Tại sao nó quan trọng đối với tốc độ chuyển đổi của thiết bị. Tại sao không phải là tàu sân bay đa số?


7

Tôi đang cố gắng tìm hiểu lý do tại sao một kỹ sư silicon quan tâm đến người mang thời gian sống thiểu số và người vận chuyển thiểu số ảnh hưởng đến tốc độ chuyển mạch của ngã ba PN. Tại sao nó rất nhiều về thời gian sống thiểu số và không phải là tàu sân bay đa số?

Câu trả lời:


6

Xem xét một diode nối tiếp với điện trở R được kết nối với nguồn điện áp VTôi.

Khi diode được bật và đạt đến trạng thái ổn định, dòng điện phía trước là Tôif= =VTôi/R. Bây giờ điện áp đầu vào đột nhiên đảo ngược. Cụ thể, dòng điện áp dụng cho diode đột nhiên bị đảo ngược thànhTôir. Bạn sẽ lưu ý rằng mặc dù dòng điện áp dụng đảo ngược cùng lúc với điện áp đầu vàoVTôi, điện áp diode không. Điều này xảy ra bởi vì các tàu sân bay thiểu số được thành lập trong khu vực ngã ba vớiTôif trước tiên phải được quét ra (kết hợp lại với điện tích phân cực ngược), trước tiên người ta phải xả một tụ điện về điện tích bằng không và điện áp trước khi có thể sạc lại nó với cực ngược lại.

Hiệu ứng này làm tăng thời gian trì hoãn lưu trữ tS(xem: Hoàn nguyên thời gian phục hồi ). Thời gian lưu trữ xảy ra bất cứ khi nào một diode được chuyển từ dẫn truyền ngược sang phân cực ngược và là hệ quả của việc lưu trữ các sóng mang thiểu số dư thừa trong các vùng trung tính của diode. Thời gian trì hoãn lưu trữ có thể được giảm bằng cách loại bỏ các sóng mang được lưu trữ nhanh hơn, điều này được thực hiện bằng cách giảm tuổi thọ hoặc bằng cách tăng dòng ngượcTôir.

Thời gian tăng / giảm thời gian chuyển mạch tăng theo thời gian lưu trữ tS, phụ thuộc vào τ. Hoặc tốc độ chuyển đổi phụ thuộc vào thời gian sống của tàu sân bay thiểu số. Và đó là lý do tại sao thời gian sống của tàu sân bay thiểu số rất quan trọng trong việc chuyển đổi ứng dụng.

Xem bài viết, thời gian tái hợp trong điốt bán dẫn cũng.


4

Nói một cách trực giác:

Khi một diode bị phân cực ngược, có một lớp "trung tính" xung quanh tiếp giáp PN, do sự khuếch tán của các điện tử từ phía pha tạp N vào các lỗ ở phía pha tạp P (cũng có thể được coi là các lỗ khuếch tán vào phía N). Các electron từ phía N trở thành các hạt mang thiểu số ở phía P và các lỗ trống từ phía P là các hạt mang thiểu số ở phía N.

Vùng trung tính là chìa khóa để đảo ngược sự thiên vị bởi vì nó "trông" giống như một tinh thể không pha tạp: một chất không dẫn điện hơn là chất bán dẫn: nó không có các electron hoặc lỗ trống dư thừa, khiến cho việc di chuyển điện tích trở nên khó khăn.

Khi bạn chuyển một diode từ thuận sang thuận ngược, nó phải trở về trạng thái này trước khi nó thực sự dừng tiến hành.

Thời gian tồn tại của một chất mang thiểu số là thời gian trung bình mà nó có thể sử dụng trong tinh thể pha tạp ngược lại trước khi kết hợp: một electron có thể "nảy xung quanh" trong chất bán dẫn pha tạp P trước khi rơi vào lỗ, hoặc một lỗ có thể tồn tại bao lâu trong một chất bán dẫn pha tạp N trước khi được lấp đầy bằng một electron phụ.

Thời gian này càng dài thì càng mất nhiều thời gian để hình thành vùng trung tính của xu hướng ngược, bởi vì trong khi các tàu sân bay thiểu số vẫn đang nảy xung quanh, chúng mang dòng điện.

Đây là lý do tại sao các chất mang thiểu số rất quan trọng: chúng là các chất mang "kiểu đối diện" ở phía đối diện đường giao nhau tạo ra phần "hầu như không bị biến dạng" trông giống như một miếng silicon không dẫn điện, một khi chúng kết hợp lại với một chất mang đa số.

Các hãng vận tải đa số không quan trọng vì họ thụ động: họ được coi là chỉ "ngồi đó" trong mạng chờ tàu sân bay thiểu số.

Tại sao các tàu sân bay thiểu số có một cuộc đời là mạng tinh thể không được pha tạp đầy đủ. Chỉ một số phần nhỏ của các nguyên tử có lỗ trống hoặc điện tử dư. Vì vậy, hãy xem xét một lỗ di chuyển xung quanh trong tinh thể pha tạp N. Trong khi nó nảy xung quanh bên trong các nguyên tử silicon có vỏ hóa trị hoàn chỉnh, nó không thể lắng xuống. Một lỗ trên một trong những nguyên tử này là trạng thái năng lượng cao, không ổn định. Lỗ hổng phải tìm ra một nguyên tử asen có electron dư thừa để tạo ra lớp vỏ ổn định gồm 8 chiếc. Tìm thấy nguyên tử đó không phải là tức thời; nó cần có thời gian. Tương tự như vậy, một điện tử phụ phải tìm một lỗ để "rơi vào": một nguyên tử Gallium.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.