Dlaczego diody mocy mają konstrukcję p + n- n +, a dlaczego nie p + p- n +?

11

Dowiedziałem się o diodach mocy i tym, jak różnią się one od diod o niskiej mocy dzięki dodaniu lekko domieszkowanej warstwy typu n.
Ta warstwa typu n poprawia znamionową wartość napięcia przebicia urządzenia i poprawia przewodzenie w kierunku odchylenia do przodu ze względu na dużą liczbę wstrzykiwanych nośników z obszarów silnie domieszkowanych.
Czy dioda mocy będzie działać tak samo, jeśli ta n-warstwa zostanie zastąpiona lekko domieszkowaną warstwą typu p? Jeśli tak, to dlaczego preferowana jest n-warstwa? A jeśli nie, dlaczego?

diodes power-electronics semiconductors Siddharth Nandhan
źródło

Odpowiedzi:

13

Mobilność elektronów jest około dwa razy większa niż ruchliwość dziur, więc użycie elektronów jako większości nośników oznacza, że ​​otrzymujesz:

  • W przypadku stałego rozmiaru dwukrotnie większa wydajność lub ...

  • Dla stałej wydajności o połowę mniej.

DrFriedParts
źródło
+1 Kiedyś studiowałem to w 1980 roku, prawie trzykrotna mobilność dziur w krzemie (nie german). Pamiętam stare liczby 1300 vs 500 dla krzemu i 3800 vs 1800 dla germanu. Ale, jak sądzę, pomiary mogły być udoskonalone od dawnych czasów. (Temp . 300K
Pokojowa
1
@jonk Mobilność jest funkcją koncentracji domieszek. Twoje liczby są dokładne dla niskich stężeń domieszek, ale ruchliwość znacznie spada, a stosunek zmienia się do 2: 1 przy wyższych stężeniach, które byłyby stosowane w diodzie.
Matt
@Matt Thanks. Pamiętam, że ruchliwość była pewną potęgą T (temperatury) i zależała również od natężenia pola elektrycznego. Ale nie pamiętałem tego w zależności od stężenia domieszki. Oczywiście przewodnictwo jest oczywiście. Ale chyba znów muszę przeczytać. Czy masz referencję, którą mógłbym przejrzeć?
jonk
@jonk Książka Barta dotyczy mobilności tutaj ecee.colorado.edu/~bart/book/book/chapter2/ch2_7.htm lub „The Physics of Semiconductor Devices” Simona Sze to doskonała książka.
Matt
1
@Matt Thanks Matt. To bardzo pomaga. Przywoływany jest tam również model fononu sieci. Znam to, więc to także miły segreg. Uważam również, że widzę, że ruchliwość elektronów spada dość gwałtownie przy wysokich poziomach domieszek i że stosunek może być nawet mniejszy niż 2 przy wystarczająco wysokich poziomach (gdzie ogólna ruchliwość jest raczej niska). Doceniony.
jonk