Электронно-дырочный (p-n) переход

При образовании контактов (переходов) p-i, i-n или p-n между полупроводниками с разными типами проводимости, в результате перераспределения подвижных носителей зарядов происходит выравнивание уровней Ферми, т.е. в каждом случае формируется уровень Ферми единый для всего контакта. В результате на границе раздела в контактах происходит деформация энергетических зон и образование энергетического и потенциального барьеров (контактной разности потенциалов). Их величины и знаки можно определить с учётом (1.4) и (1.7…1.9).

В случае электронно-дырочного перехода энергетический барьер определится в виде

. (1.10)

Высота потенциального барьера (контактная разность потенциалов) в идеальном электронно-дырочном переходе в состоянии равновесия и отсутствии внешнего напряжения равна

. (1.11)

В выражении (1.11) q – заряд электрона, q =1,6022•10^-19 Кл (без учёта знака).

Ширина идеального электронно-дырочного перехода в состоянии равновесия l₀ определяется выражением (1.12)

, (1.12)

где ε₀ – универсальная физическая постоянная (или диэлектрическая проницаемость вакуума), равная ε₀ =8,85•10^-14 Ф/cм, ε –относительная диэлектрическая проницаемость полупроводника, определяемая из табл.1.

1.4. p-n переход, смещённый внешним напряжением U

При подаче внешнего напряжения высота потенциального барьера в идеальном p-n переходе становится равной φ = φ_k – U, (обратное напряжение берется со знаком “–“).

В этом случае высота энергетического барьера p-n перехода станет равной (1.13)

(1.13)