2.2.1 р-п- перехід

Коли йде мова про р-п-перехід, мають на увазі перехід з р-легованої області в п-леговану область у певній кристалічній гратці основної речовини (наприклад, германію). Легування -це термічна обробка напівпровідника при якій в нього вводиться домішка. Розглядається симетричний р-п-перехід, тобто концентрація донорів (домішки п-типу) дорівнює концентрації акцепторів (домішки р-типу). У перехідній області (рис.2.7.а) внаслідок дифузії відбувається рекомбінація електронів і дірок, тому більшість основних носіїв заряду зникають. Густина вільних електронів і дірок змінюється при цьому так, як показано на рис.2.7,б). У перехідній зоні залишаються позитивно й негативно іонізовані атомні остови, що створюють просторовий заряд; п-зона в межах перехідної зони позитивна, р-зона - негативна (рис.2.7. в). Виникає різниця потенціалів ио (рис.2.7.г) і електричне поле, що створює дрейфовий струм. У рівноважному стані (тобто при відсутності зовнішньої напруги) повний струм що складається з дифузійного (основних носіїв) і дрейфовогоструму (неосновних носіїв), дорівнює нулю, бо вони направлені назустріч одне одному.

Електричною провідністю межового шару (обмеженого на рис. 2.7,2.9. вертикальними лініями) можна керувати, якщо прикласти напругу між р- та п-областями. Якщо прикласти "плюс" до п-бласті а "мінус" до р-області, то вільні електрони з межового шару потечуть до позитивного полюса, а дірки - до негативного полюса(рис.2.9). Межовий шар розширяється. Позитивний просторовий заряд у п-області й негативний просторовий заряд у р-області

зростають. Між областями виникає різниця потенціалів Vр і межовий шар стає для основних носіїв заряду, тобто для електронів п-області й дірок р-області,запірним шаром. Неосновні носії можуть долати запірний шар створюючи невеликий струм. При зміні полярності прикладеної напруги основні носії будуть зміщуватися назустріч одне одному, внаслідок чого різниця потенціалів

Vр в межовому шарі зменшується.

Таким чином, р-п -перехід є несиметричним по відношенню до напряму зовнішньої напруги. В залежності від її полярності він або пропускає, або не пропускає струм. Елементи з такими вентильними властивостями називають діодами. В запірному напрямку при малих напругах тече слабкий зворотний струм Із. Лише при високих напругах V > Vпроб, коли настає пробій, зворотний

струм різко зростає, така напруга вже є достатньою, щоб перевести валентні електрони в зону провідності. Найбільш важливі застосування діодів: випрямлення змінної напруги, перетворення частоти, демодуляція амплітудно-модульованих і частотно-модульованих сигналів.

---- потенціал при відсутності напруги

— потенціал при прикладеній напрузі