1 Вопрос

p-n-Перехо́д (n — negative — отрицательный, электронный, p — positive — положительный, дырочный), или электронно-дырочный переход — область пространства на стыке двух полупроводников p- и n-типа, в которой происходит переход от одного типа проводимости к другому. p-n-Переход является основой для полупроводниковых диодов, триодов и других электронных элементов с нелинейной вольт-амперной характеристикой.

p-n переход в равновесном состоянии

Равновесное состояние - это состояние p-n перехода без внешнего напряжения смещения.

Направление диффузионных и дрейфовых потоков носителей заряда через p-n переход, которые создают соответствующие токи: Без воздействия внешнего напряжения смещения через p-n переход проходят следующие составляющие тока: 1) диффузионный ток дырок: 2) дрейфовый ток дырок: 3) диффузионный ток электронов: 4) дрейфовый ток электронов: И направления потоков дырок и электорнов через p-n переход в равновесном состоянии будут выгладеть так:

Плавный переход: а - распределение концентраций примесей б - плотность пространственного заряда в - распределение потенциала г - распределение электрического поля

Где: l_n - толщина области пространственного заряда в n-области l_p - толщина области пространственного заряда в p-области ,  ширина перехода в равновесном состоянии 

Ширина p-n перехода, в зависимости от концентрации примесей в областях, может изменятся от сотых до единиц.

p-n переход в неравновесном состоянии

В случае подачи внешнего напряжения на p-n переход его равновесие нарушается и через переход проходят токи, которые отличаются от токов в равновесном состоянии. В общем случае носители заряда движутся через p-n переход под действием градиента концентрации и электрического поля, по этому полная плотность тока состоит из диффузионной и дрейфовых составляющих.

Обратным смещением p-n перехода называют такое подключение внешнего источника, при котором на p-область подвется '-', а на n-область '+'. Иначе смещение p-n перехода называют прямым.

Электрическое поле препятствует диффузии основных носителей через переход. Поэтому даже при небольшом внешнем напряжении диффузия полностью прекращается, и через переход начинает проходить только дрейфовый токнеосновных носителей заряда. Этот ток называют обратным. Так как концентрация неосновных носителей незначительна, то и обратный ток через переход будет иметь малое значение.

В случае прямого смещения ширина перехода уменьшается, а в слечае обратного - увеличивается.

Инжекция и экстракция носителей заряда

Если изменить высоту потенциального барьера и ширину p-n перехода при прямом и обратном смещении, то изменятся и граничные концентрации неосновных носителей заряда. Концентрация носителей p_n и n_p

Что следует выделить:

1. Концентрация носителей p_n и n_p увеличивается по сравнению с равновесной, если напряжение подано в прямом направлении. Процесс нагнитания неосновных носителей в соседние области называют инжекцией.  2. Концентрация p_n и n_p уменьшается по сравнению с равновесной, если напряжение подано в обратном направлении.  Процесс вытягивания неосновных носителей из соседних областей называют екстракцией.

В несиметричных переходах концентрации неосновных носителей в областях p и т отличаются на несколько порядков. Поэтому концентрация неосновных носителей будет значительно большей в высокоомной области.  Таким образом, в реальных несиметричных p-n переходах инжекция имеет односторонний характер. Неосновные носители инжекцируюются из низкоомного слоя в высокоомный. Низкоомный слой называют эмитером, высокоомный - базой