Электронно-дырочный переход

Электронно-дырочный переход (сокращен­но п - р переход) возникает в полупроводни­ковом кристалле, имеющем одновременно области с электронной (содержит донорные примеси) и дырочной (с акцепторными при­месями) проводимостями на границе между этими областями.Допустим, у нас есть кристалл, в котором справа находится область полупроводника с дырочной, а слева — с электронной проводи­мостью. Благодаря тепловому движению при образовании контакта электроны из полупровод­ника n-типа будут диффундировать в дырочную область. При этом в электронной области останется нескомпенсированный по­ложительный ион донора.Перейдя в область с дырочной проводимостью электрон очень быстро рекомбинирует с дыркой, при этом в дырочной об­ласти образуется нескомпенсированный ион акцептора.Аналогично электронам дырки из дырочной области диф­фундируют в электронную область, оставляя в дырочной области нескомпенсированный отрицательно заряженный ион акцептора. Перейдя в электронную область, дырка рекомбинирует с электро­ном. В результате этого в электронной области образуется не­скомпенсированный положительный ион донора.

Диффузия основных носителей через переход создает элек­трический ток I_ОСНОВ направленный из p-области в n-область.В результате диффузии на границе между этими областями образуется двойной электрический слой разноименно заряженных ионов, толщина L которого не превышает долей микрометра.Между слоями ионов возникает электрическое поле с на­пряженностью Е _I. Это препятствует дальнейшей диффузии ос­новных носителей: электронов из п-области и дырок из р-области. Необходимо заметить, что в п-области наряду с электронами имеются неосновные носители — дырки, а в p-области — элек­троны. В полупроводнике непрерывно происходят процессы рож­дения и рекомбинации пар. Интенсивность этого процесса зави­сит только от температуры и одинакова во всем объеме полупроводника. Предположим, что в n-области возникла пара "электрон-дырка". Дырка будет хаотически перемещаться по п- области до тех пор, пока не рекомбинирует с каким-либо элек­троном.