В
Рис. 6. Схема Утворення Електронної провідності в крісталі напівпровідніка
Таким чином, коли в чистий кристал кремнію чг германію ввести домішку, атом Якої має на зовнішній орбіті п'ять електронів, то такий напівпровідніковій материал буде здатн Проводити струм позбав за рахунок електронів. Напівпровіднік з електронною провідністю назівають п- провідником від латинську "negative" , тоб негативний. Домішкою для Утворення в напівпровідніку n - области может буті, миш'як, сурма, фосфор ТОЩО. Ці домішки назівають донорами , оскількі смороду, віддають один електрон Із зовнішньої орбіті своих атомів.
Уявімо Собі іншу картину: в чистий напівпровіднік введено домішку атом Якої, на зовнішній орбіті, має три Електрон (мал. 7). Оскількі в даним випадка, щоб заповнити УСІ зв'язки в крісталі, що не вістачає одного електрона, то порожнє місце может заповнити один Із сусідніх електронів. Такий провідник матіме діркову провідність ( р- провідник, від лат. "positive", тоб позитивний ).
В
Рис. 7. Схема Утворення діркової провідності в крісталі напівпровідніка
Домішкою для Утворення в напівпровідніку p -области может буті алюміній , індій , бор та ін. УСІ смороду є акцепторами, оскількі їх атоми забирають електрон у сусідніх атомів.
Розглянемо Процеси, Які протікають у напівпровідніку, Який має Обидва типи провідності р та n (рис.8). Майте на увазі, то багато не два шматки різнотіпніх за провідністю напівпровідніків, а один, у якому є области з різною провідністю, у якіх чітко окреслено межа между р - та n -областями.
В
Рис. 8. Утворення запірного кулі На межі p - n - переходу напівпровідніка
Електрон та діркі могут вільно переходіті через межу поділу провідності. Оскількі в лівій частіні напівпровідніка є велика кількість дірок, то смороду вірушать у праву, а Електрон - Навпаки, у ліву. Потрапивши до лівої Частини з р -провідністю, Електрон почнут рекомбінуваті з діркамі. p> Аналогічно діркі, попавши у праву Частину напівпровідніка рекомбінують з Електрон, Які є там, а ядра атомів-донорів , позбувшись некомпенсованімі, набуваються позитивного заряду. Таким чином на Межі р - и n- областей утворюються електричної заряди атомів домішок, Які почінають перешкоджаті подалі проникнення електронів и дірок з однієї Частини напівпровідніка в іншу. p> Ці заряди показано на рис. 8 великими кружечками.
Таким чином между р - и n - областями утворюється непровідна ділянка певної товщина. Прієднаємо тепер до лівої и правої Частини напівпровідніка джерело живлення, як це показано на рис. 9.
Если спів ставити рис. 8 та рис. 9 , то можна Побачити, что при такому вміканні електричне поле атомів домішок На межі между р- и п- областями в напівпровідніку співпадає з полем, зовнішнього джерела. При накладанні полів у суміжному шарі створюються умови, что Цілком віключають Перехід зарядів з однієї Частини напівпровідніка в іншу, и електричний струм НЕ протікатіме.
В
Рис. 9. вмиканням p - n переходу Рис. 10. Вмиканням p - n переходу біля зворотнього Напрямки в прямому Напрямки
Безперечно, описана картина цілковітого припиненням протікання Струму через напівпровіднік можлива позбав за умови Ідеальної чистоти як самого напівпровідніка, так и Донорний та акцепторном домішок . Реально, в напівпровідніку всегда наявні Другие домішки, хоч и в незначній кількості. Саме тому через р-п Перехід усьо - таки протікає незначна електричний струм. Графік зворотнього Струму напівпровіднікового діода зображено на рис. 9 . Тут добро видно, что при збільшенні зворотної напруги до певної величини (точка а ), суттєвого Збільшення сили Струму НЕ спостерігається. Поза цією точкою струм почінає різко зростаті, внаслідок чого может настати електричний Пробій напівпровідніка.
Тепер прікладемо напругу до напівпровідніка таким чином, щоб р- область булу з'єднана з позитивним полюсом джерела живлення, а п- область - з негативного. Если Напруга джерела живлення є невелика (0,1-0,15 В), то помітного Збільшення сили Струму в напівпровідніку НЕ спостерігатімемо. Праворуч у тому, что хоч електричне полі, створюване Джерела живлення на р-п переході, и протилежних Наявний полю (маємо на увазі поле створене зарядом атомів домішок), альо воно менше за величиною. Если ж надалі збільшуваті напругу джерела живлення, то електричне поле, створюване ним, перевіщіть на р-п переході зворотнього дію поля атомів донора и акцептора (точка "б" на ...
