Вольт-амперная характеристика p-n перехода

Основной характеристикой p-n перехода, определяющей качество его изготовления и возможность использования в электронных приборах, является вольт-амперная характеристика. Она представляет собой зависимость омического тока j, протекающего через p-n переход, от величины постоянного напряжения на нем V. Учитывая наличие потенциального барьера на границе раздела p- и n- областейперехода, данная характеристика оказывается несимметричной относительно знака прикладываемого напряжения. Так, если к n- области приложить положительный потенциал относительно потенциала p- области (случай обратных или запорных напряжений), то высота барьера, разделяющего эти области, увеличится и, следовательно, протекание тока основных носителей через переход будет исключено. В этом случае через p-n переход протекает ток насыщения , образованный неосновными носителями заряда n- и p- областей. Д них контактное электрическое поле способствует переносу: за счет кулоновской силы оно переносит электроны из p- области в n- область и дырки из n- области в p- область. Этот ток не зависит от величины внешнего поля и определяется только концентрациями неосновных носителей заряда в областях.

Если же к n- области приложить отрицательный потенциал относительно потенциала p- области (случай прямых или отпирающих напряжений), то высота барьера, разделяющего эти области, уменьшится и, следовательно, через переход появится надбарьерный ток уже основных носителей. Учитывая больцмановский закон распределения частиц по энергиям: количество частиц, имеющих энергию выше высоты потенциального барьера, растет по экспоненте с уменьшением высоты этого барьера, можно получить выражение для ВАХ p-n перехода в следующем виде:

. (1)