Физические процессы в симметричном р-n – переходе

Симметричность перехода обусловлена равенством концентраций основных и неосновных носителей в обоих п/п, создающих р-n – переход.

Nn=Pp - основные носители

Pn=Np - неосновные носители.

При соприкосновении п/п p– и n– типов градиенты концентрации электронов и дырок на границе будут отличны от 0.

dN/dX>0

dP/dX<0

Существование градиента плотности частиц будет вызывать диффузионный поток в сторону меньшей концентрации. Это движение не связано с взаимным отталкиванием одноименно заряженных частиц или взаимным притяжением электронов и дырок. Причиной движения частиц является только различная их концентрация по обе стороны от границы.

E_К

W p eφ_0p n W,E p eφ_к n X

0 x eφ_0p

ЗП ЗП eφ_0n W_А W_Ф

W_Д W_Ф

ЗС ЗС N,P 2L

W_А W_Ф

P_p N_P P_N N_N

ВЗ ВЗ X

φ

eφ_к = eφ_0p - eφ_0n X

E

X

В результате ухода электронов в полупроводнике n-типа возникает область повышенной концентрации положительных неподвижных зарядов, поскольку вблизи границы остаются ионы. Это область, обеднённая электронами.

В полупроводнике p-типа в результате ухода дырок возникает область повышенной концентрации отрицательных зарядов, т.е. область, обеднённая дырками.

Двойной слой электрических зарядов по обе стороны границы разделения создаётся за счёт разности потенциалов j_К и Е_К.

Таким образом, в приконтактной области р-n – перехода образуется слой, обедненный основными носителями и имеющий пониженную электропроводность. Он называется запирающим.

Вектор Е_К направлен так, что препятствует диффузионному движению основных носителей.

Поле Е_К ускоряет неосновные носители. Под его влиянием дырки легко перемещаются из n-п/п в p-п/п, а электроны – в обратном направлении.

Движение неосновных носителей образует дрейфовый ток, направленный навстречу диффузионному току.

Возникновение и развитие поля Е_К, а вместе с ним и дрейфового тока будет происходить, пока не установится динамическое равновесие.

Дата добавления: 2014-12-07