§ 21.4. Электронно-дырочный переход.
Представим себе кристалл германия, у которого одна половина содержит.донорную примесь, а другая — акцепторную. Границу в кристалле полупроводника между областями
-типа и
-типа называют электронно-дырочным переходом или
-переходом. Рассмотрим свойства этого перехода.
Представим себе, что эти части полупроводника только что приведены в соприкосновение (хотя в действительности это две части одного кристалла). Тогда сразу начнется переход электронов из
-области, где их много, в
-область, где их мало, и перемещение дырок в обратном направлении.
Рис. 21.5.
Эта диффузия электронов и дырок (аналогичная взаимной диффузии двух жидкостей или газов) происходила бы до полного выравнивания их концентраций в обеих частях кристалла, если бы они не переносили заряды. Однако в результате такого перемещения носителей зарядов
-область заряжается положительно, а
-область — отрицательно, т. е. между
и
-областями возникает контактная разность потенциалов.
На границер и
-областей, в переходной области
(рис. 21.5,а), появляется электрическое поле, которое препятствует дальнейшей диффузии основных носителей через границу, отбрасывая
новные носители назад в свои области (1 на рис. 21.5, б). Только дырки и электроны с достаточно большой кинетической энергией могут преодолеть противодействие поля и перейти через переходную область
на рис. 21.5, б). С другой стороны, это поле вызывает, обратный переход неосновных носителей: дырок из
-области в
-область
- электронов из
-области в
-область. Действительно, достаточно свободному электрону, находящемуся в
-области, при хаотическом движении пересечь границу А переходного слоя (рис. 21.5, в), как он силами поля будет переброшен в
-область; то же будет происходить и с дырками в
-области.
В результате в переходном слое
устанавливается такая разность потенциалов (около одного вольта), при которой диффузионный поток дырок из
-области в
-область уравновешивается