Формирование электронно-дырочного перехода.

Электрический переход между двумя областями полупроводника, одна из которых имеет электропроводимость n-типа, а другая p-типа, называют электронно-дырочным, или p-n переходом.

переход

рис. 7

Вследствие того, что концентрация электронов в n-области выше, чем в p-области, а концентрация в p-области выше, чем в n-области, на границе этих областей существует градиент концентрации носителей вызывающий диффузионный ток из n в p и из p в n

Плотность диффузионного тока элементов и дырок определяется следующими выражениями: , где и - коэффициенты диффузии. Для германия , .

рис. 8

Кроме основного тока существует ток и неосновных носителей 3,4.

Вследствие существенного различия в концентрациях основных и неосновных носителей, ток обусловленный основными носителями заряда , будет преобладать над током неосновных носителей.

Если бы электроны и дырки были нейтральными, то их концентрация выровнялась бы по всему объему кристалла. На самом же деле на границе раздела образуются два слоя противоположных по знаку зарядов. Область пространственных зарядов представляет собой p-n переход. Его ширина не превышает десятых долей микрометра. Пространственные заряды в переходе образуют электрическое поле направленное от положительно заряженных ионов к отрицательно заряженным.

Рис. 7

Это поле является тормозящим для основных носителей заряда и ускоряющим для неосновных.

Переход потенциала в переходе равен контактной разности потенциалов этот перепад обачно называют потенциальным бартером, так как он препятствует перемещению основних носителей заряда.

Следует отметить, что при комнатной температуре в изолированном полупроводнике плотность тока равна нулю, т.е.