Механізм утворення p-n переходу.

В основі більшості напівпровідникових діодів і транзисторів лежить контакт двох напів-провідників з різним типом електропро-відності. Такий контакт називають електронно-дірковим переходом або p-n переходом. Він може бути отриманий, наприклад, шляхом дифузії донорної домішки в напівпровідник p-типу. Ідеалізована одномірна структура p-n переходу зображена на рис. а). Для простоти будемо вважати, що концентрація легуючої домішки в областях n і p типу розподілена рівномірно, причому концентрація донорної домішки N_D в n-напівпровіднику значно більше, ніж концентрація акцепторної домішки N_A в p-напівпровіднику (N_D>> N_A). Область із більшою концентрацією домішки назвається емітером, а область із меншою концентрацією домішки - базою. Це припущення дозволяє вважати, що повний струм через p-n перехід визначається переважно складовою струму із емітера в базу (в даному випадку - електрон-ною складовою, а діркова складова струму через p-n перехід мала і нею можна знехтувати):

Прослушать

i = i_n + i_p » i_n.

Розподіл концентрації електронів уздовж осі x показано на рис. б). Так як концентрація електронів в n-напівпровіднику n_n (основні носії заряду) значно перевищує концентрацію електронів в p-напівпровіднику n_p (неосновні носії заряду), то в площині контакту виникає дифузія електронів з n-області у p-область. Аналогічні міркування приводять до дифузії дірок з p-області у n-область. Таким чином через p-n перехід протікають дифузійні потоки основних носіїв заряду (ПОНЗ).
Коли електрони переходять з напівпровідника n-типу в p-область, вони залишають у приконтактній області n-напівпровідника нескомпенсований позитивний нерухомий заряд іонів донорів Q_D+. Аналогічно в приконтактній області p-напівпровідника з'являється рівний за величиною нескомпенсований негативний нерухомий заряд іонів акцепторів Q_A-. На рисунку б) відповідні області заштриховані й позначені. Таким чином в області контакту з'являється вбудоване електричне поле локалізоване поблизу кордону x₀. Будемо характеризувати його контактною різницею потенціалів j_K. Поле що виникло перешкоджає руху основних носіїв через перехід і є причиною появи зустрічного дрейфового руху електронів з p-області у n-область.
Таким чином, потоки неосновних носіїв заряду по своїй природі є дрейфові.