Електричний струм через контакт напівпровідників р і п типів

Розглянемо явище проходження електричного струму через контакт напівпровідників p – і n – типів. На наступному малюнку зображений такий контакт.

Ліва частина представленого напівпровідника містить акцепторні домішки. Права частина представленого напівпровідника містить донорні домішки. Відповідно ліва частина є напівпровідником p – типу, а права напівпровідником n – типу.

Між напівпровідниками утворюється особлива зона – зона переходу. У ній зовсім мало зарядів, тут відбувається рекомбінація електронів і дірок.

Контакт напівпровідників р – і п – типів
На малюнку електрони представлені кружечками блакитного кольору, а дірки – кружальцями сірого кольору. Контакт двох напівпровідників n – і p – типів називають pn – переходом, або np – переходом.

У результаті контакту між напівпровідниками починається дифузія. Деяка частина електронів переходить до дірки, а деяка частина дірок переходить на бік електронів. В результаті чого напівпровідники заряджаються: n – позитивно, а p – негативно.

Після того, як електричне поле, яке буде виникати в зоні переходу, почне перешкоджати переміщенню електронів і дірок, дифузія припиниться.

Для дослідження властивостей pn – переходу підключимо його в ланцюг так, як показано на наступній схемі.

Спочатку підключимо джерело живлення так, щоб потенціал на бік напівпровідника p – типу припадав позитивний потенціал, а на бік n – типу негативний.

При такому підключенні провідність напівпровідника буде велика. Струм через перехід буде створюватися основними носіями: з n в p – електронами, а з p в n – дірками.

Опір буде дуже маленьким. Таке підключення pn – переходу називається прямим. Тепер змінимо полярність підключення джерела живлення.

Значення сили струму значно зменшиться, ніж у попередньому випадку. Струм в цьому випадку буде створюватися неосновними носіями, число яких значно менше, ніж число основних носіїв.

Вольт – амперна характеристика
Провідність у цьому випадку буде маленькою, а опір великим. Утворюється замикаючий шар. Таке підключення pn – переходу називається зворотним.

При дослідженні властивостей якого або елемента, часто будують залежність сили струму від різниці потенціалів. Даний тип залежності отримав у фізиці назву вольт – амперної характеристики. Іноді для зручності запису пишуть просто ВАХ.

На наступному графіку показані вольт – амперні характеристики прямого та зворотного підключення pn – переходу.

Суцільною лінією намальована вольт – амперна характеристика прямого підключення pn – переходу, а пунктирною – зворотного підключення.
На основі властивостей pn – переходу зроблені різні радіотехнічні елементи, наприклад, діоди.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)

Електричний струм через контакт напівпровідників р і п типів