Природа токов в изолированном p-n переходе

Неравновесный p-n переход

При изменении высоты барьера (при внешнем смещении) изменяется соотношение между потоками носителей заряда идущими против поля перехода (диффузионная составляющая) и по полю (дрейфовая составляющая). (См. рисунок.)

Энергетические диаграммы p-n перехода при различных смещениях

Природа токов в изолированном p-n переходе.

Пространственные заряды в переходе образуют электрическое поле, которое препятствует движению дырок из p-области в n и способствует движению дырок из n-области в p. При отсутствии смещения суммарный ток через переход равен нулю, т.е. диффузионная составляющая уравновешивается встречной ей дрейфовой составляющей тока. Дрейфовая составляющая тока состоит из неосновных носителей заряда. Электроны дырочной области и дырки электронной области , совершая тепловые движения, попадают в приграничную область и увлекаются полем перехода, создавая тепловой ток неосновных носителей или дрейфовый ток.

Дрейфовая составляющая тока называется током проводимости.

Таким образом, можно выделить четыре потока носителей заряда, образующих токи через переход:

- ток за счет диффузии дырок через переход.

– дырочный ток проводимости.

– ток за счет диффузии электронов через переход.

– электронный ток проводимости.

Сумма всех четырех составляющих тока в p-n переходе в отсутствии внешнего напряжения равна нулю. Следует оговориться, что разбиение тока на составляющие проводится чисто условно с целью лучшего понимания происходящих процессов, физически существует только результирующий ток, который в рассматриваемом случае равен нулю.