P-n перехід
Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
p-n перехід - область контакту напівпровідників p- та n-типу, яка характеризується одностороннім пропусканням електричного струму.
Зміст |
[ред.] Фізичні принципи
[ред.] Області просторового заряду
В напівпровіднику p-типу концентрація дірок набагато перевищує концентрацію електронів. В напівпровіднику n-типу конценрація електронів набагато перевищує концентрацію дірок. Якщо між двома такими напівпровідниками встановити контакт, то виникне дифузійний струм - носії заряду, хаотично рухаючись перетікатимуть із тієї області, де їх більше у ту область, де їх менше. При такій дифузії електрони та дірки переносять із собою заряд. Як наслідок, область на границі стане зарядженою. Та область у напівпровіднику p-типу, яка примикає до границі розділу, отримає додатковий негативний заряд, принесений електронами, а погранична область в напівпровіднику n-типу отримає додатній заряд, принесений дірками. Таким чином, границя розділу буде оточена двома областями просторового заряду протилежного знаку.
Електричне поле, яке виникає внаслідок утворення областей просторового заряду, спричиняє дрейфовий струм у напрямку протилежному дифузійному струму. Врешті-решт, між дифузійним і дрейфовим струмами встановлюється динамічна рівновага і перетікання зарядів припиняється.
[ред.] Ректифікація
Якщо прикласти зовнішню напругу таким чином, щоб створене нею електричне поле було направленим протилежно до напрямку електричного поля між областями просторорового заряду, то динамічна рівновага порушується, і дифузійний струм переважатиме дрейфовий струм, швидко наростаючи з підвищенням напруги.
Якщо ж зовнішня напруга прикладена таким чином, щоб створене нею поле одного напрямку з полем між областями просторового заряду, то це призведе лише до збільшення областей просторового заряду, й струм через p-n перехід не проходитиме.
[ред.] Застосування
На властивостях p-n переходів ґрунтується робота численних напівпровідникових приладів: діодів, транзисторів, сонячних елементів, світлодіодів тощо.
