79. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК ЧЕРЕЗ КОНТАКТ ПОЛУПРОВОДНИКОВ p- И n- ТИПОВ
На рисунке 192 изооражена схема полупроводника, правая часть которого содержит донорные примеси и поэтому является полупроводником я-типа, а левая — акцепторные примеси и представляет собой полупроводник -типа. Электроны изображены цветными кружками, а дырки — черными. Контакт двух полупроводников называют — -переходом.
Рис. 192.
Рис. 193
Рис. 194
Рис. 195
Включим полупроводник с -переходом в электрическую цепь (рис. 193). Подключим сначала батарею так, чтобы потенциал полупроводника -типа был положительным, а -типа — отрицательным. При этом ток через -переход будет осуще ствляться основными носителями: из области в область электронами, а из области в область —дырками (рис. 194). Вследствие этого проводимость всего образца будет большой, а сопротивление — малым.
Рассмотренный здесь переход называют прямым. Зависимость силы тока от разности потенциалов — вольт-амперная характеристика прямого перехода — изображена на рисунке 195 сплошной линией.
Переключим полюса батареи. Тогда при той же разности потенциалов сила тока в цепи окажется значительно меньшей, чем при прямом переходе. Это обусловлено следующим. Электроны через контакт идут теперь из области в область а дырки из области в область Но ведь в полупроводнике -типа мало свободных электронов, а в полупроводнике типа мало дырок. Теперь переход через контакт осуществляется неосновными носителями, число которых мало (рис. 196). Вследствие этого проводимость образца оказывается незначительной, а сопротивление — большим. Образуется так называемый запирающий слой. Этот переход называют обратным. Вольт-амперная характеристика обратного перехода изображена на рисунке 195 пунктирной линией.
Таким образом, -переход по отношению к току оказывается несимметричным: в прямом направлении сопротивление перехода значительно меньше, чем в обратном. Данное свойство -перехода используют для выпрямления переменного тока.
На протяжении половины периода, когда потенциал полупроводника -типа положителен, ток свободно проходит через -переход.
В следующую половину периода ток практически равен нулю.
Рис. 196