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¿Cómo funcionaba el transistor de contacto Bardeen-Brattain?

He estado tratando de entender cómo la Bardeen-Brattain punto de contacto de transistor trabajado. El punto de contacto de transistor utiliza barreras Schottky (metal/semiconductor uniones), así que ¿bajo qué condiciones una barrera de Schottky inyectar los portadores de minoría?

En un bipolar junction transistor de la polarizada emisor inyecta portadores minoritarios en la base, que luego son barrido a través de la inversa de sesgo de base-colector de agotamiento de la capa.

A primera vista, un punto de contacto de transistor puede trabajar de la misma manera: la rectificación de la barrera de Schottky podría inyectar los portadores de minoría, desde el metal emisor en el silicio dopado de la base, que luego sería barrido a través de la inversa de sesgo de la base del metal-colector de agotamiento de la capa.

Salvo que todos los libros de texto puedo encontrar a decir cosas acerca de Schottky de barreras, como,

Bajo condiciones normales de operación, la minoría de corriente portadora es órdenes de magnitud más pequeña que la de la mayoría de corriente portadora. (Sze, Dispositivos Semiconductores, 1985).

O,

la corriente directa ... es debido a la inyección de la mayoría de los portadores de los semiconductores en el metal. La ausencia de la minoría de la inyección de portadora y el almacenamiento asociado tiempo de retardo es una característica importante de barrera de Schottky diodos. Aunque algunas minorías portador de la inyección se produce en los altos niveles actuales, estos son esencialmente mayoría portador de dispositivos". (Streetman, Dispositivos Electrónicos De Estado Sólido, 1980).

Entonces, ¿qué da? El punto de contacto de transistor sólo podría, posiblemente, el trabajo si un oro a la n-tipo de germanio en el punto de contacto es la inyección. Es quizás el caso de que en la alta corriente de las densidades de las minorías portador de la inyección es en realidad muy común? (Pero el punto de contacto de los diodos deben tener muy altas densidades de corriente, y por lo tanto si esta es la explicación, a continuación, no tenemos una buena explicación para su buen capacitancia.)

Hay una gran cantidad de información errónea acerca de cómo el punto de contacto de los transistores de trabajo flotando en la web. En el "hacedor" de la comunidad de la sugerencia (probablemente del artículo Henderson, PB, hecho en Casa transistores, el Mundo Inalámbrico, enero de 1954, páginas 20-23) es que de alguna manera la fusión de bronce fosforoso punto de contactos en la N-tipo de germanio hace un P-tipo de dopaje, de modo que el punto de contacto de los transistores son en realidad simples PNP transistores de unión. Pero el fósforo es un N-tipo de dopante, por lo que esto parece una explicación improbable. Jeri Ellsworth, repite esta afirmación en su vídeo de Youtube.

La página de Wikipedia, la página de PBS y el premio Nobel de la página(ver marcos 19-26 de la animación) afirman que los puntos de contacto de alguna manera por arte de magia de crear un agujero de la base de inversión de la capa en toda la superficie del cristal. (Para ser justos con todos ellos, Bardeen/Brattain original papeles en physical Review (74(2):230-232, julio de 1948) hecho extensos argumentos sobre la superficie de los estados que lo hayan confundido la cuestión).

En Bardeen del discurso de aceptación del premio Nobel, (publicado en la Ciencia, 126:105-112, Jul 19, 1957 (paywall), sin embargo, da la explicación tradicional de un Schottky la rectificación de contacto y, a continuación, dice (página 109)

Si $\chi$ (de la barrera de energía) es lo suficientemente grande, el nivel de Fermi en la interfaz puede estar cerca de las bandas de valencia, lo que implica una inversión de n-tipo de conductividad en la mayor parte del p-tipo cerca del contacto. La región de agujero de conducción se denomina, siguiendo Schottky, una "inversión de la capa." Una apreciable parte de la corriente de flujo para el contacto puede entonces consistir de los portadores de minoría en este caso, los agujeros. Un resultado importante del programa de investigación en los Laboratorios Bell después de la guerra fue señalar la importancia de la minoría de la portadora flujo.

Así que tengo un premio Nobel de decir una cosa, y dos eminentes IEEE becarios diciendo algo que parece contradictorio.

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Alexey Lebedev Puntos 4778

Creo que todo el mundo debe estar a la derecha. (Estoy ciertamente no va a contradecir a dos veces el premio Nobel de física John Bardeen.)

Diodos Schottky tienen muy corta inversa de los tiempos de recuperación (en el cambio de la realización para el estado de bloqueo), por lo que no puede ser cualquier minoría significativa-portador de corrientes, porque es la extracción de los portadores minoritarios que ralentiza el cambio de la tradicional pn diodos.

Por otro lado, el clásico de Haynes-Shockley experimento se utiliza un punto de rectificador específicamente para inyectar la minoría de los portadores en un semiconductor. [El experimento de las medidas de las distintas propiedades de estos inyectan portadores y demuestra que ellos son los portadores de minoría. Gibbons' "de Semiconductores Electrónica" incluso incluye un detallado procedimiento de preparación de muestras para un laboratorio de demostración de lo que él llama la "Shockley-Haynes experimento".]

Shockley, en su discurso del Nobel, incluye la figura 2 representa agujero de generación en n-tipo de semiconductor, y los estados que

en un buen emisor puede ser demostrado que más del 90 por ciento de la corriente es transportada por el proceso que inyecta agujeros en el semiconductores, y menos del 10 por ciento por el proceso que elimina los electrones.

Sospecho que la clave está en los detalles de la formación de la "buena", que puede resultar en una energía completamente diferente estructura de banda en la interfaz que en un diodo Schottky. Sin embargo, eso es sólo una sospecha, y así que este post no es una respuesta satisfactoria.

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