Образование p-n-перехода в равновесном состоянии

P-n-переход (Электронно-дырочный).

P-n переход невозможно создать механическим контактом двух полупроводников разного типа, так как:

1. Поверхность полупроводников покрыта слоями окисла, являющегося диэлектриком.

2. Между полупроводниками всегда сохраняется воздушный зазор, больший, чем межатомное расстояние.

Основные способы получения p-n-перехода:

1. Сплавной метод (в пластину полупроводника вплавляется металл или сплав, содержащий необходимую примесь).

2. Диффузионный метод.

На границе p и n областей имеет место градиент концентрации свободных носителей зарядов. За счет диффузии электроны из n области переходят в p и рекомбинируют (взаимоуничтожаются) там с дырками. Дырки переходят из n в p, рекомбинируя с электронами. В результате вблизи границы в p-области возникает отрицательный заряд, образованный ионами акцепторной примеси, а в n – положительный заряд, образованный ионами донорной примеси. Между зарядами возникают разность потенциалов «φ_к» и электрическое поле с напряженностью Е_к. Это поле препятствует диффузии свободных носителей заряда из глубины p и n областей через p-n-переход.

Область, объединенная свободными носителями заряда на границе p-n областей – p-n-переход.

P-n-переход считается равновесным, если отсутствует внешнее напряжение, приложенное к нему. В равновесном состоянии через p-n-переход движутся два встречных потока зарядов (два тока):

1. Дрейфовый ток неосновных носителей заряда

2. Диффузионный ток, связанный с основными носителями заряда.

Так как внешнее напряжение отсутствует, то эти токи взаимоуравниваются, и результирующий ток через p-n-переход равен «0».

I_pn = I_диф + I_др = 0.

Это соотношение называют условием динамического равновесия токов в p-n-переходе.

Дата добавления: 2014-01-07