Электронно-дырочный переход

Любой полупроводниковый прибор основан на одном или нескольких электронно-дырочных переходах.

Электронно*дырочный переход (p_n переход) это область контакта двух полупроводников с разными типами проводимости.

Поскольку в полупроводнике n-типа концентрация электронов значительно превышает концентрацию дырок (n >> p),а в полупроводнике p_типа – наоборот (p >> n), то при контакте двух полупроводников разных типов начинается процесс диффузии: дырки из p_области стремительно диффундируют (переходят) в n_область, а электроны, наоборот, из n_области в

p_область.

В результате диффузии в n_области на границе контакта уменьшается концентрация электронов и возникает положительно заряженный слой. В p_области, наоборот, уменьшается

концентрация дырок и возникает отрицательно заряженный слой. Таким образом на границе полупроводников образуется двойной электрический слой, препятствующий дальнейшему

процессу диффузии электронов и дырок навстречу друг другу. Такой слой называется запирающим.

Рис 93. Образование запирающего слоя при

контакте полупроводников p_ и n_типов

p_n_переход обладает одной удивительной особенностью: односторонней проводимостью, то есть способностью пропускать электрический ток только в одну сторону.

Рис 94. Прямое включения p_n

перехода

Рассмотрим два возможных варианта подачи напряжения на p_n_переход:

1) положительный полюс источника соединен с p_областью, а отрицательный – с n_областью.

Тогда в силу притягивания разноименных зарядов друг к другу напряженность электрического по

ля в запирающем слое будет уменьшаться. Естественно, это облегчает переход основных носителей через контактный слой. Дырки из p_области и электроны из n_области, двигаясь навстречу друг другу, будут пересекать p_n_переход, создавая ток в прямом направлении. Сила тока через p_n_переход в этом случае будет возрастать при увеличении напряжения источника.

2)положительный полюс источника соединен с n_областью, а отрицательный – с p_областью.

Рис 95. Схема обратного включения p_

n перехода

Такое включение приведет к возрастанию напряженности поля в запирающем слое. Дырки в p_области и электроны в n_области небудут двигаться навстречу друг другу, что приведет к увеличению концентрации неосновных носителей в запирающем слое. Следовательно, ток через p_n_переход практически не идет.Напряжение, поданное на p_n_переход при таком включении, называют обратным. Весьма незначительный обратный ток обусловлен только собственной проводимостью полупроводниковых материалов, т. е. наличием небольшой концентрации свободных электронов в p_области и дырок в n_области.