Контакт между полупроводниками одного типа электропроводности

Контакт полупроводников с одним типом электропро­водности, но с разной

концентрацией примесей обознача­ют р⁺-р или п⁺-п (знаком

"плюс" отмечается полупро­водник с большей концентрацией примесей). В таких

кон­тактах носители из области с большей концентрацией при­меси переходят в

область с меньшей концентрацией. При этом в области с повышенной концентрацией

нарушается компенсация зарядов ионизированных атомов примеси, а в другой

области создается избыток основных носителей зарядов. Образование этих зарядов

приводит к появлению на переходе собственного электрического поля и кон­тактной

разности потенциалов, определяемой следующи­ми соотношениями: для p⁺

-р перехода

;

для n⁺-n перехода .

В этих переходах не образуется слой с малой концентра­цией носителей зарядов, и

их сопротивление определяет­ся в основном сопротивлением низкоомной области.

По­этому при прохождении тока непосредственно на контак­те падает небольшое

напряжение и выпрямительные свойст­ва этих переходов не проявляются. В p⁺

-p и n⁺-n- переходах отсутствует инжекция неосновных носителей из

низкоомной области в высокоомную. Если, например, к переходу n⁺-n

подключен источник тока плюсом к n-области, а минусом к n⁺-области,

то из n⁺-области в n-область будут переходить электроны, являющиеся

в ней основ­ными носителями зарядов. При изменении полярности внешнего

напряжения из n⁺-области в n-область должны инжектироваться дырки,

однако их концентрация мала, и этого явления не происходит. Переходы типа p

⁺-p и n⁺-n возникают при изготовле­нии омических контактов к

полупроводникам.

Рисунок 1.18 Энергетическая диаграмма p-i перехода.

Промежуточное поло­жение между p⁺-p- или n⁺-n- и p-n

переходом занимают p-i и n-i переходы. Такие переходы обра­зуются между двумя

плас­тинами, одна из которых имеет электронную или ды­рочную

электропроводность, а другая - собственную.

На рис 1.18 показаны энергетическая диаграмма и изменение концентра­ций на

границе двух по­лупроводников с p- и i-областями. Вследствие раз­ности

концентраций носи­телей зарядов в p- и i-областях происходит инжекция дырок из

p-области в i-область и электронов из i-области в p-область. Вследствие малой

величины инжекционной составляющей электрон­ного тока потенциальный барьер на

границе перехода соз­дается неподвижными отрицательными ионами акцепторов

р-области и избыточными дырками i-области, диффундирующими в нее из p-области.

Поскольку >>

, глуби­на распространения запирающего слоя в i-области значи­тельно больше, чем

в р-области.