1.2. Выпрямляющее действие р-n-перехода

Сопротивление запирающего слоя можно изменить с помощью внешнего электрического поля. Если приложенное кр-n-переходу внешнее электрическое поле направлено от n-полупроводника к р-полупроводнику (рис. 3а), т.е.  совпадает с полем контактного слоя, то оно вызывает движение электронов в n-полупроводнике и дырок в р-полупроводнике от границы р-n-перехода в противоположные стороны. В результате запирающий слой расширится и его сопротивление возрастет, т.е. потенциальные барьеры для дырок и электронов возрастут. Ток неосновных носителей должен возрасти, но так как число неосновных носителей мало, то этот поток очень быстро достигает насыщения и при дальнейшем увеличении внешней разности потенциалов не изменяется, оставаясь очень малым по величине. Через р-n-переход будет протекать очень маленький ток, называемый «обратным». Такое включение внешнего напряжения называется запирающим(обратным).

Если приложенное к р-n-переходу внешнее электрическое поле направлено противоположно полю контактного слоя (см. рис. 3б), то оно вызывает движение электронов в n-полупроводнике и дырок в р-полупроводнике к границе р-n-перехода навстречу друг к другу. В этой области они рекомбинируют, толщина контактного слоя и его сопротивление уменьшаются, т.е. уменьшается высота потенциальных барьеров для дырок и электронов. В этих условиях резко возрастает диффузионный поток дырок из р- вn-область и электронов из n- в р-область. Через переход потечет ток в направлении от р-полупроводника к n-полупроводнику, величина которого будет сильно зависеть от приложенной внешней разности потенциалов. Такое включение внешнего напряжения называется пропускным(прямым).

График зависимости тока через р-n-переход от приложенного внешнего напряжения показан на рис.4. Обратите внимание на масштаб оси напряжения: в прямом направлении масштаб оси напряжения на порядок меньше, чем при обратном. При больших обратных напряжениях неосновные носители приобретают при движении через переход большую энергию и начинают разогревать его. Из-за увеличения температуры возрастает число неосновных носителей в полупроводнике и обратный ток возрастает. Процесс лавинообразно нарастает, и саморазогрев р-n-перехода приводит к тепловому пробою (р-n-переход на таких участках выгорает, образуя проводящие мостики; на графике «пробойное» напряжение обозначено U_пр.

Р-n-переход с вольтамперной характеристикой, приведенной на рис.4, обладает выпрямляющим действием. Покажем это. Пусть на р-n-переход подается переменное напряжение U_ (рис.5). В те моменты времени, когда внешнее напряжение имеет полярность, соответствующую пропускному направлению, через переход протекает большой ток. Когда полярность U_~ совпадает с запирающим направлением, ток через переход почти равен 0. То есть через переход протекает ток фактически одной полярности, он называется выпрямленным.

Таким образом, р-n-переход (подобно контакту металла с полупроводником) обладает односторонней (вентильной) проводимостью.