Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике  
 
 


 

Основы электроники

 

Что такое электронно-дырочный переход p-n-переход



К полупроводникам относятся вещества с удельным сопротивлением от 10-5 до 102 ом х м. По своим электрическим свойствам они занимают промежуточное положение между металлами и изоляторами.

Сопротивление полупроводника подвержено влиянию многих факторов: оно сильно зависит от температуры (с ростом температуры сопротивление уменьшается), зависит от освещения (под действием света сопротивление уменьшается) и т. д.

В зависимости от рода примеси в полупроводнике преобладает одна из проводимостей — электронная (n-типа) или дырочная (р-типа).

Полупроводниковые диоды

Основной частью любого полупроводникового прибора (диода, светодиода, транзистора, тиристора и т.д.) является так называемый р-n-переход. Он получается, если часть кристалла имеет проводимость n-типа, а другая часть — р-типа. Обе эти области должны быть получены в одном монолитном кристалле с однородной решеткой. P-n-переход нельзя получить механическим соединением двух кристаллов с различными типами проводимости.

Основные носители тока — дырки в р-области и свободные электроны в n-области — диффундируют из одной области в другую. Вследствие рекомбинации (взаимной нейтрализации зарядов) электронов и дырок между областями р и n образуется слой полупроводника, обедненный носителями тока (запирающий слой).

Избыточный заряд создается отрицательными ионами р-области и положительными ионами n-области, причем весь объем полупроводника в целом остается электрически нейтральным. В результате этого в месте р-n-перехода возникает электрическое поле, направленное из n-области к p-области и препятствующее дальнейшей диффузии дырок и электронов.

P-n-переход

В р-n-переходе образуется разность электрических потенциалов, т. е. возникает так называемый потенциальный барьер. Распределение потенциала в переходном слое зависит от расстояния. За нуль потенциала условно принимают потенциал в р-области непосредственно вблизи р-n-перехода, где нет объемного заряда.

Можно показать, что р-n-переход обладает выпрямительным свойством. Если к р-области присоединить отрицательный полюс источника постоянного напряжения, то потенциальный барьер возрастет на величину приложенного напряжения и основные носители тока не смогут проходить через р-n-переход. В этом случае полупроводниковый выпрямительный диод будет обладать весьма высоким сопротивлением и так называемый обратный ток будет очень мал.

P-n-переход выпрямительного диода

Если же к р-области присоединить положительный, а к n-облаcти отрицательный полюс источника, то потенциальный барьер снизится и основные носители тока получат возможность проходить через р-n-переход. В цепи возникнет так называемый прямой ток, который будет расти с увеличением напряжения источника.

Вольт-амперная характеристика диода

Вольт-амперная характеристика диода

Что такое электронно-дырочный переход p-n-переходНелинейные полупроводниковые элементы с несимметричной вольт-амперной характеристикой широко применяются для преобразования переменного тока в постоянный. Такие элементы, обладающие односторонней проводимостью, называются выпрямителями или электрическими вентилями.

Смотрите также: Полупроводниковые приборы - виды, обзор, использование