26. Свойства p-n перехода.

Донорная примесь: основные носители заряда - свободные электроны. Остается положительный ион примеси.  Акцепторная примесь: основные носители заряда—дырки. Остается отрицательный ион примеси. В месте контактадонорного и акцепторного полупроводников возникает электронно-дырочный переход (p-n-переход).
Свойства р-п-перехода 1. Образуется запирающий слой, образованный зарядами ионов примеси: d=10-7 м,  Dj = 0.4—0,8 В.
2.  Направление внешнего поля (источника) совпадает с направлением контактного поля. Тока основных носителей заряда нет. Существует слабый токнеосновных носителей заряда. Такое включение называется обратным.
3. Прямое включение. Существует ток основных носителей заряда. p-n-переход пропускает электрический ток только в одном направлении (свойство односторонней проводимости).

27. Токи в p-n переходе. Прямое и обратное включение p-n перехода.

В полупроводнике p-типа концентрация дырок намного превышает концентрацию электронов. В полупроводнике n-типа концентрация электронов намного превышает концентрацию дырок. Если между двумя такими полупроводниками установить контакт, то возникнет диффузионный ток — носители заряда, хаотично двигаясь, перетекают из той области, где их больше, в ту область, где их меньше. При такой диффузии электроны и дырки переносят с собой заряд. Как следствие, область на границе станет заряженной, и область в полупроводнике p-типа, которая примыкает к границе раздела, получит дополнительный отрицательный заряд, приносимый электронами, а пограничная область в полупроводнике n-типа получит положительный заряд, приносимый дырками. Таким образом, граница раздела будет окружена двумя областями пространственного заряда противоположного знака.

Электрическое поле, возникающее вследствие образования областей пространственного заряда, вызывает дрейфовый ток в направлении, противоположном диффузионному току. В конце концов, между диффузионным и дрейфовым токами устанавливается динамическое равновесие и перетекание зарядов прекращается.

Необходимо заметить, что при инжекции электронов электронейтраль­ность базы нарушается и ее восстановление происходит за счет прихода «недостающих» положительных зарядов (дырок) из внешнего контакта базы. Поэтому распределение избыточных концентраций электронов и дырок в базе одинаково, так что в любом сечении сохраняется квазинейт­раль­ность (х) = (x) (на рис. 2.2, в, л показаны только распределения элек­тро­нов).

Таким образом, три процесса определяют распределение неравновес­ной концентрации в базе p-n-перехода при прямом напряжении:

— инжекция — вызывает увеличение граничной концентрации n(x_p), т. е. приводит к появлению неравновесных носителей заряда в базе;

— диффузия — является причиной движения электронов через базу;

— рекомбинация — приводит к уменьшению неравновесной концентрации в базе вдали от p-n-перехода.

При обратном напряжении и < 0 на p-n-переходе потенциальный барьер для электронов увеличивается до величины _k + ; p-n-переход расширя­ется =. При этом электроны вытягиваются из базы. Процесс вытягивания электронов из базы обратно смещенным p-n-перехо­дом называется экстракцией.

Три процесса определяют обратный ток p-n-перехода:

— экстракция электронов из базы, вызывающая уменьшение n(х_р) и возник­новение (х);

— диффузия электронов из глубины базы к границе перехода x_р;

— генерация пар электрон — дырка в областях, где n(х) < n_р.