Электронно-дырочный переход.

Эффект односторонней проводимости возникает вследствие появления внутреннего электрического поля области, где полупроводник р - типа переходит в полупроводник n - типа. Эта область получила название электронно-дырочного перехода, или сокращенно p-n - перехода.

В области p-n - перехода возникают диффузионные потоки основных носителей зарядов, вызванные неравномерной их концентрацией: электронов из слоя - n в слой р, а дырок из слоя р в слой n.

Диффундирующие электроны и дырки, попадая в области, где они являются не основными носителями зарядов, интенсивно рекомбинируют. Это приводит к образованию запорного слоя на границе р - п - перехода.

Уход основных носителей зарядов из приграничной области, приводит к появлению объемных зарядов, что обуславливает появление на границах запорного слоя электрического поля. Это поле создает своеобразный потенциальный барьер, препятствующий дальнейшему диффузионному переходу носителей зарядов. Вместе с тем электрическое поле р - п - перехода способствует переносу не основных носителей зарядов, попадающих в область действия поля перехода вследствие теплового движения. Движение не основных носителей зарядов (электронов из р - области и дырок из п - области) образует дрейфовый ток, который направлен встречно диффузионному. При отсутствии внешнего электрического поля дрейфовый и диффузионный токи равны, поэтому результирующий ток через р - n - переход равен нулю.

При приложении к р — п - переходу напряжения от внешнего источника, потенциальный барьер изменяется. Если к электронно-дырочному переходу приложено напряжения от внешнего источника положительным полюсом к n- области, а отрицательным к p - области (обратное смещение р - n - перехода), то напряженность внешнего поля совпадает с напряженностью собственного поля p-n - перехода и потенциальный барьер повышается. Это приводит к уменьшению диффузионной составляющей тока, нарушению баланса диффузионного и дрейфового токов и к появлению результирующего тока через р - п - переход, отличного от нуля. Этот ток называется обратным током, а режим работы - режимом обратного тока. Максимальное значение обратного тока, определяемое дрейфовой составляющей, называется током насыщения I нас.

Если к электронно-дырочному переходу приложено напряжение от внешнего источника положительным полюсом к р - области, а отрицательным к n- области (прямое смещение р - п - перехода), то напряженность внешнего поля оказывается противоположенной по направлению напряженности собственного поля перехода. При этом высота потенциального барьера, а также ширина р -n -перехода, уменьшаются.

Снижение потенциального барьера приводит к увеличению диффузионной составляющей тока через переход при практически неизменной дрейфовой составляющей и, в конечном итоге, к появлению результирующего тока через переход. Такой режим работы электронно-дырочного перехода называется режимом прямого тока.