p - n переход
Возьмем кристалл полупроводника, состоящего из двух частей: одной с примесью p - типа и другой с примесью n - типа. Граница между ними называется p - n переходом.
  Допустим, что эти части полупроводника только что приведены в соприкосновение (хотя в дейтвительности это две части одного кристалла, в одной из которых преобладает примесь p - типа, а в другой n - типа). Тогда сразу начинается переход  электронов из полупроводника n - типа, где их много, в полупроводник p - типа, где их мало, и перемещение дырок  в обратном направлении. Эта диффузия электронов и дырок аналогична взаимной диффузии двух жидкостей или газов, но в отличии от этих процессов, диффузия электронов и дырок происходит несравненно быстрее.
  Процесс диффузии дырок и электронов происходил бы до полного выравнивания концентраций дырок и электронов, если бы они не переносили зарядов. Однако электроны, переходящие  из n - области в p - область, переносят отрицательный заряд, и n - область заряжается положительно, а p - область отрицательно. Диффузия дырок в противоположном направлении также заряжает p - область отрицательно, а n - область положительно, т. е. между p и n областями возникает контактная разность потенциалов.
  Появившееся электрическое поле  вызывает обратный  переход: дырок из n - области в p - область и электронов из p - области в n - область. Действительно, достаточно свободному электрону, находящемуся в p - области, при хаотическом движении пересечь границу переходного слоя, как он силами поля будет втянут в n - область. То же будет происходить с дырками, находящемися в n - области. Дырки же p - области, попавшие в переходный слой , если их кинетическая энергия недостаточна, выталкиваются полем назад в p - область, что уменьшает их диффузию. Через слой смогут пройти только такие дырки, которые движутся  в направлении к n - области и имеют достаточную кинетическую энергию. Это относится и к электронам n - области. Поэтому в переходном слое устанавливается такая постоянная разность потенциалов, при которой диффузионный поток дырок из p - области в n - область уравновешивается встречным потоком дырок. Одновременно уравновешиваются и встречные потоки электронов.
  В переходной области, толщина которой очень мала (несколько микрон), подвижные носители зарядов удержаться не могут, поэтому в ней остаются только локализованные ионы акцепторной примеси в области А0 и донорной примеси в области Б0. Все электрическое поле оказывается сосредоточенным только между поверхностями А и Б и действует на заряды подобно заряду конденсатора. Отличие от конденсатора заключается только в том, что создающие поле заряды находятся не на поверхностях, а во всем обьеме между А и Б.
  Поскольку вне области АБ электрического поля нет, хаотически движущиеся заряды как слева, так и справа от нее могут беспрепятственно пересекать ее границу.  Весь избыточный заряд p-области, получившийся в результате ухода дырок и перехода в нее электронов из n-области, сосредоточен  в слое А0, а вся остальная  часть p-области оказывается электрически нейтральной. То же относится и к n-области. Обедненный подвижными зарядами слой АБ обладает большим удельным сопротивлением, в то время как сопротивление остальных частей кристалла мало. Это означает, что все электрическое сопротивление кристалла с p - n переходом создается переходным слоем АБ.
A   0   Б
Области кристалла полупроводника
©  2011 Диоды и стабилитроны