Ce este o joncțiune p-n gaură de electroni

Semiconductorii includ substanțe cu o rezistență de 10-5 până la 102 ohm x m. În ceea ce privește proprietățile lor electrice, acestea ocupă o poziție intermediară între metale și izolatori.

Rezistența unui semiconductor este afectată de mulți factori: depinde puternic de temperatură (rezistența scade odată cu creșterea temperaturii), depinde de iluminare (rezistența scade sub influența luminii), etc.

În funcție de tipul de impurități din semiconductor, una dintre conductivități predomină - electron (tip n) sau gaură (tip p).

Partea principală a oricărui dispozitiv semiconductor (diodă, LED, tranzistor, tiristor etc.) este așa-numita. P-electron gaură-joncțiune. Se obține dacă o parte a cristalului are conductivitate de tip n, iar cealaltă parte are conductivitate de tip p. Ambele regiuni trebuie obtinute intr-un singur cristal monolitic cu aceeasi retea.O jonctiune p-n nu poate fi obtinuta prin conectarea mecanica a doua cristale cu tipuri diferite de conductivitate.

Principalii purtători de curent sunt găurile în regiunea p și electronii liberi în regiunile n - difuzați dintr-o regiune în alta.Datorită recombinării (neutralizarea reciprocă a sarcinilor) a electronilor și a găurilor între p și n, se formează un strat semiconductor sărăcit de purtători de curent (stratul de blocare).

Excesul de sarcină este creat de ionii negativi ai regiunii p și ionii pozitivi ai regiunii n, iar întregul volum al semiconductorului în ansamblu rămâne neutru din punct de vedere electric. Ca rezultat, la joncțiunea p-n, apare un câmp electric direcționat din planul n către regiunea p și împiedică difuzarea ulterioară a găurilor și a electronilor.

În tranziția p-n, se formează o diferență de potențial electric, adică apare o așa-numită barieră de potențial. Distribuția potențialului în stratul de tranziție depinde de distanță. Potențialul zero este de obicei considerat potențialul din regiunea p direct lângă o joncțiune p-n unde nu există nicio sarcină spațială.

Se poate arăta că joncțiunea p-n are o proprietate de rectificare. Dacă polul negativ al unei surse de tensiune DC este conectat la regiunea p, atunci bariera de potențial va crește odată cu valoarea tensiunii aplicate și purtătorii de curent principali nu vor putea trece prin joncțiunea p-n. Apoi redresor cu semiconductor va exista o rezistență foarte mare și așa-numitul curent invers va fi foarte mic.

Totuși, dacă atașăm un pozitiv regiunii p, iar regiunii n Cc polul negativ al sursei, atunci bariera de potențial va scădea și principalii purtători de curent vor putea trece prin joncțiunea p-n. În lanț va apărea așa-numitul Un curent direct care va crește odată cu creșterea tensiunii sursei.

Caracteristica curent-tensiune a diodei

Deci, o gaură de cale a electronilor - o joncțiune între două regiuni de semiconductori, dintre care una are conductivitate electrică de tip n, iar cealaltă este de tip p. Joncțiunea electron-gaură servește ca bază pentru dispozitivele semiconductoare. În regiunea de tranziție, se formează un strat de încărcare spațială, epuizat în purtătorii de încărcare mobili. Acest strat reprezintă o barieră de potențial pentru majoritatea purtătorilor de sarcină și un put de potențial pentru purtătorii de sarcină minoritari.Proprietatea principală a tranziției electron-gaură este conducția unipolară.

Elementele semiconductoare neliniare cu caracteristici curent-tensiune dezechilibrate sunt utilizate pe scară largă pentru a converti AC în DC... Astfel de elemente cu conductivitate unidirecțională se numesc redresoare sau supape electrice.

Vezi si: Dispozitive semiconductoare — tipuri, prezentare generală, utilizare