Энергетическая диаграмма р-n перехода

Вдали от металлургической границы электрическое поле отсутствует или относительно мало по сравнению с полем в р-n переходе. Поэтому взаимное расположение энергетических зон и уровня Ферми за пределами р-n перехода остается таким же, как и с соответствующих полупроводниках. Так как полупроводник является единой системой, то уровень Ферми должен быть единым во всех областях. Поэтому энергетические зоны областей двигаются так, чтобы уровень Ферми в них сравнялись E_Fn=E_Fp (рис.2а).

а б в

Рис.2. Энергетическая диаграмма электронно-дырочного перехода: а – внешнее напряжение отсутствует (U=0); б – внешнее напряжение прямое (U>0); в – внешнее напряжение обратное (U<0).

Величина сдвига зон соответствует высоте потенциального барьера qφ_конт электронно-дырочного перехода:

,

где n_n0 и p_p0 – равновесные концентрации основных примесей, p_n0 и n_p0 – равновесные концентрации неосновных примесей, n_i – концентрация собственных носителей зарядов.

Для высоты потенциального барьера справедливо:

1) при одних и тех же концентрациях примесей высота потенциального барьера больше в р-n переходах, созданных в материале с большей шириной запрещенной зоны;

2) высота потенциального барьера возрастает при увеличении концентрации примесей в соответствующей областях;

3) с повышением температуры высота потенциального барьера уменьшается.