норних и акцепторном домішок (мал. 3.2, а). Припустимо, что На межі розділу (Перетин х 0 ) тип домішок різко змінюється (мал. 3.2, б). p> Існування електронно-дірковогопереходу обумовлення відмінністю в концентрації Рухом носіїв заряду Електронної и дірчастої областей. br/>В
Мал. 3.1. Електронно-дірковій Перехід
Унаслідок того что концентрація електронів в n-области вища, чем в р-области, а концентрація дірок в р-области вища, ніж У п-области, на Межі ціх областей існує Градієнт концентрацій носіїв, что віклікає діфузійній струм електронів з n-области в р-область и діфузійній струм дірок з р-области в n-область (Потік 2 на малий. 3.2, а). Окрім Струму, обумовлення рухом основних носіїв заряду, через границю розділу напівпровідніків можливий струм неосновних носіїв (електронів з р-области в n-область и дірок з n-области в р-область). Потоки неосновних носіїв на малий. 3.2 а позначені відповідно 3 і 4. Унаслідок істотної Відмінності в концентраціях основних и неосновних носіїв струм, обумовлення Основними носіямі заряду, переважатіме над Струмило неосновних носіїв. Якби Електрон и діркі були нейтральними, то дифузія зрештою призвела до полного вірівнювання їх концентрації за всім ОБСЯГИ крісталі. На самій же деле діфузійні Струмило через р-п Перехід не приводять до вірівнювання концентрації носіїв в обох Частинами напівпровідніка. З малий. 3.2, видно, что відхід електронів з при контактній n-области виробляти до того, что їх концентрація тут зменшується и вінікає некомпенсованій позитивний заряд іонів донорної домішки. Так само в р-области унаслідок відходу дірок їх концентрація в пріконтактной шарі зніжується (малі 3.2, в) i тут вінікає негативний заряд іонів акцепторної домішки, что НЕ компенсується. Таким чином, На межі областей n-і р-типу утворюються два кулі протилежних за знаком зарядів. Область просторових зарядів, что утворен, є р-n Перехід. Йо ширина зазвічай НЕ перевіщує Десятого доль мікрометра.
Просторові заряди в переході утворюють електричне поле, спрямованих від позитивно зарядженості іонів донорів до негативно зарядженості іонів акцепторів. Схема Утворення електричного поля в р-n переході показана на малий. 3.3, а і б. Це поле є гальмуючім для основних носіїв заряду и пріскорюючім для неосновні. Тепер будь-який електрон, что проходити з Електронної области в діркову, потрапляє в електричне поле, прагнучі Повернути его тому в Електрон область. Так само и діркі, потрапляючі з области р в електричне поле pn переходу, будут повернені ЦІМ полем назад в р-область.
Що ж до неосновних носіїв заряду, то смороду, здійснюючі Хаотичність тепловий рух (дрейфуючі), могут потрапіті в зону pn переходу. У цьом випадка пріскорююче поле переходу віштовхне їх за Межі переходу.
На малий. 3.3, в свідчень Розподіл напруженості поля в pn переході. Найбільша величина напруженості спостерігається в перетіні х 0 , оскількі через цею перетин проходять ВСІ сілові Лінії, что почінаються на позитивних зарядах, розташованіх лівіше х 0 . У міру видалений від х 0 вліво кількість некомпенсованіх позитивних зарядів зменшуватіметься, отже, и напруженість поля зменшуватіметься. Аналогічна картина спостерігається и при відаленні вправо від Перетин х 0 . Если вважаті, что поле створюється Тільки зарядами донорів и акцепторів, то Зменшення напруженості відбувається по лінійному закону.
Потенційна діаграма pn переходу показана на малий. 3.3, р. За нульовий Потенціал умовно чинний Потенціал кулі .. При переміщенні від х 0 до Перетин х п Потенціал підвіщується, а при переміщенні від х0 до х р - Зніжується. За межами переходу поле відсутнє. Перепад потенціалу в переході Рівний контактній різніці потенціалів U K . Цею перепад зазвічай назівають потенційнім бар'єром, оскількі ВІН перешкоджає переміщенню основних носіїв заряду.
Слід Зазначити, что при кімнатній температурі Деяка кількість основних носіїв зарядів в Кожній з областей напівпровідніка володіє енергією, Достатньо для Подолання потенційного бар'єру. Це виробляти до того, что через pn Перехід діфундує незначна кількість електронів І дірок, утворюючі відповідно Електрон и діркову складові діфузійного Струму. Крім того, через р-п Перехід безперешкодно проходять неосновні носії заряду, діркі з n-области и Електрон з р-области, для якіх електричне поле р-п переходу є пріскорюючім. Ці заряди утворюють відповідно Електрон и діркову складові дрейфового Струму. Напрям дрейфового Струму неосновних носіїв протилежних напряму діфузійного Струму основних носіїв. Оскількі в ізольованому напівпровідніку щільність Струму винна буті рівна нулю, то врешті-решт встановлюється Динамічна рівновага, коли діфузійній и дрейфово потоки зарядів через р-п Перехід компенсують один одного.
Контрольні запитання:
1. Що таке р-n-Переход та як ВІ...
