Электрический переход

Электрический переход – переходный слой между областями материала с различными типами электрической проводимости.

Электронно-дырочный или p - n переход. Переходный слой между областями полупроводника с электрическими проводимостями n- типа и p- типа. Переходы между областями полупроводника с различными удельными электрическими проводимостями, но одного типа проводимости называются: электронно-электронными или дырочно-дырочными.

P - n переход – представляется собой изменением материала р -типа на n- тип в пределах одной и той же кристаллической решетки.

Рисунок 9. Структурная схема р - n перехода

При образовании р - n перехода часть свободных электронов вблизи границы из области n- типа переходит в область р -типа и заполняет часть дырок и одновременно образуя дырки (положительные заряды) в n- области.

Аналогичный процесс происходит и в р -области, где образуются отрицательные заряды.

В области p - n перехода положительные заряды (дырки) в n -области и отрицательные заряды (электроны) в р-области имеют одинаковую концентрацию. Благодаря чему наступает равновесие, т.е. не остается свободных носителей.

Область с отсутствием свободных носителей называют обедненным слоем.

Равновесная концентрация дырок и электронов образуют потенциальный «барьер» φ₀ или запирающий слой. Запирающий слой характеризуется высотой потенциального барьера. Потенциальный барьер φ₀ можно увеличить или уменьшить если к р - n переходу подключить внешний источник постоянного напряжения (ВИПН) в зависимости от полярности поданного напряжения.

Такое напряжение называют напряжением смещения или смещением. В зависимости от полярности подключенного ВИПН различают прямое и обратное смещение.

При обратном смещении (минус к области положительных зарядов – р -области) обедненный слой расширяется, потенциальный барьер возрастает и через р-n переход протекает очень маленький ток, связанный с тепловым процессом (порядка 1^-9 А).

Поверхность, по которой контактируют слои p и n, называют металлургической границей.

Рисунок 10. Структурная схема р - n перехода с источником питания

При прямом смещении обедненный слой сужается, потенциальный барьер снижается, нарушается равновесие и электроны из n -области и дырки из р -области пересекают р-n переход.

Чем больше прямое смещение, тем ниже потенциальный барьер, тем больше электронов и дырок переходит через р - n переход.

Дата добавления: 2014-01-03