3. Полупроводниковый диод. P-n – переход.

. Область соприкосновения таких полупроводников называется электронно-дырочным переходом (p – n переходом). При контакте лишние валентные электроны полупроводника n – типа перемещаются и заполняют свободные акцепторные уровни полупроводника p – типа. В результате в месте контакта образуется двойной электрический слой, обедненный носителями тока, который препятствует дальнейшему встречному движению электронов и дырок. Этот слой обладает повышенным сопротивлением, так как его толщина в 10000 раз больше контактного слоя проводников и в нем нет носителей тока. В зависимости от полярности приложенного к полупроводникам напряжения толщина этого слоя сильно меняется, что приводит к сильному изменению сопротивления.

Если на p – полупроводник подать положительное напряжение, а на n – полупроводник отрицательное, то толщина слоя уменьшится и его сопротивление падает (рис.6).

	Такое напряжение называется прямым. Если включить обратную полярность, то толщина слоя увеличивается и его сопротивление растет. Такое напряжение называется обратным (рис.7). Направление внешнего поля, расширяющего контактный электрический слой, называется запирающим (обратным). В этом направлении электрический ток через p – n переход практически не проходит. Ток в запирающем слое
Рис.6.

в обратном направлении образуется за счет неосновных носителей тока (электронов в p – полупроводнике и дырок в n – полупроводнике), концентрация которых очень мала.

	Если приложенное к p – n переходу внешнее электрическое поле направлено противоположно полю контактного слоя, то оно вызовет движение электронов и дырок к границе p – n перехода навстречу друг другу. В этой области они рекомбинируют, толщина контактного слоя и его сопротивление уменьшаются. Следовательно, в этом направлении ток проходит через p – n переход (рис.6). Оно называется прямым.
Рис.7.

Различие в сопротивлениях при прямом и обратном включениях достигает 10 ⁴– 10⁵раз. Поэтому p – n переход обладает выпрямляющим действием, то есть пропускает ток только в одном направлении. Таким образом, p – n переход обладает односторонней (вентильной) проводимостью, что используется для выпрямления и преобразования переменных токов.

Вентильное действие p – n перехода аналогично выпрямляющему действию двухэлектродной лампы – диоду и полупроводниковое устройство, содержащее один p – n переход называется полупроводниковым диодом.

Кристаллические триоды или транзисторы содержат два p – n перехода.

Вольт-амперная характеристика p – n перехода имеет вид (рис.8)

Рис.8.

84