Контакт металл - п/п Контакт Ме – n-п/п

А) работа выхода из п/п меньше работы выхода из Ме e_{0n <} e_0.

W ,U Ме n

ЗП eφ_0n x

eφ₀ W_с W_Ф

W _Ф

ЗП W_В

ВЗ

W Ме n

eφ_K ЗП x

eφ₀ eφ_0n

W _Ф W_Д

- +

ЗП L ВЗ

При таких условиях электроны при контакте Ме и n-п/п из зоны проводимости п/п переходят в Ме, заряжая его отрицательно. В приконтактной области п/п образуется слой, обеднённый основными носителями, и там остаётся неподвижный нескомпенсированный положительный заряд ионов доноров. Образуется приконтактное электрическое поле. Это э.п. будет препятствовать дальнейшему движению из п/п в Ме, отталкивает свободные электроны в запирающий слой и притягивает в приконтактную область дырки, которые находятся в валентной области.

При равновесии уровни Ферми п/п и Ме выравниваются.

ЗС лежит в основном в толще п/п.

При подключении внешней батареи в прямом направлении потенциальный барьер снижается, сопротивление ЗС уменьшается и через ЗС течёт ток за счёт перемещения электронов в Ме.

При подключении обратного напряжения _к повышается, поток электронов практически прекращается, но под действием поля возможно движение дырок в Ме. Но этот ток мал, т.к. образован неосновными носителями – дырками.

Б) e_0n<<e₀

При таком контакте искривление энергетических зон n-п/п в результате значительной величины _к очень велико и в некоторой части ЗС L образуется L’<L, где будет слой p-проводимости, т.е. инверсный слой.

На диаграмме об этом свидетельствует расположение уровня Ферми ниже середины ЗЗ.

Образование инверсного слоя с физической точки зрения объясняется недостатком свободных электронов в n-п/п для достижения равновесного состояния.

Равновесие достигается за счёт перехода в Ме валентных электронов, при этом образуется избыток дырок в приконтактной области. Таким образом, в приконтактной области образуется плавный p-n-переход.

W

Ме n x

eφ_K

eφ₀ eφ_0n W_с

W_Ф

ЗП W_В

2L ВЗ

В) В случае контакта Ме с n-п/п, если e_0n >e₀ , электроны из Ме переходят в п/п. Вблизи границы образуется слой с повышенной концентрацией основных носителей. Такой слой называется антизапирающим. Контакт называется выпрямляющий (удельное сопротивление ЗС мало), или омическим переходом. Используется для осуществления электрических выводов от областей p- и n-п/п различных электронных приборов.

Контакт Ме – п/п p-типа

e_0p > e_0.

W Ме p

e_0p ЗП X

e₀ W_с

W_А W_Ф

ЗП W_В

ВЗ

W ,U X

e_K

e_0p e₀ W_с

W_Ф

ЗП ВЗ W_В

L

В этом случае электроны переходят из Ме в п/п, создавая ЗС, поскольку в p-п/п уменьшается концентрация дырок. При подключении прямого напряжения сопротивление ЗС уменьшается, при подключении обратного – увеличивается.

Из-за изменения сопротивления ЗС при подключении напряжения данный переход обладает выпрямляющими свойствами.

Если e_0p >> e₀, то может возникнуть инверсный слой в p-п/п, т.е. слой с электронной проводимостью.

Если e_0p < e₀, то электроны из п/п переходят в Ме, в п/п образуется избыточная концентрация дырок, и слой будет иметь более высокую проводимость, чем п/п – контакт антизапирающий (омический).