Электронно-дырочный переход (p-n переход)

Комбинация двух полупроводниковых слоев с разным типом проводимости (р – дырочной и п – электронной) обладает выпрямляющими свойствами: она гораздо лучше пропускает ток в одном направлении, чем в другом. Полярность напряжения, соответствующая большим токам, называется прямой, а меньшим – обратной. Обычно пользуются терминами прямое и обратное напряжение, прямой и обратный ток. Поверхность, по которой контактируют р – и n – слои, называется металлургической границей, а прилегающая к ней область объемных зарядов – электронно-дырочным переходом или
p – n переходом.

Ступенчатые и плавные р-n переходы

Электронно-дырочные переходы классифицируют по резкости металлургической границы и соотношению удельных сопротивлений слоев.

Ступенчатыми переходами (коэффициент плавности перехода m=0.5, в Multisim имеет обозначение М) называют переходы с идеальной границей, по одну сторону которой находятся дырки, а по другую — электроны. Такие переходы наиболее просты для анализа и поэтому все реальные переходы стараются, если возможно, рассматривать как ступенчатые.

Плавными переходами (m=0,333) называют такие, у которых в области металлургической границы концентрация одного типа примеси постепенно уменьшается, а другого типа — растет. Сама металлургическая граница в этом случае соответствует равенству концентраций примесей. Все реальные р – n – переходы — плавные, степень их приближения к ступенчатым зависит от градиента эффективной концентрации в районе металлургической границы.

Симметричные, несимметричные и односторонние р-n переходы

По соотношению концентраций примесей в р – и n – слоях переходы делятся на симметричные, несимметричные и односторонние. Симметричные переходы у которых концентрации примесей примерно одинаковы, не типичны для полупроводниковой техники. Основное распространение имеют несимметричные переходы, у которых концентрации примесей не одинаковы. В случае резкой асимметрии, когда концентрации примесей (а значит, и основных носителей) различаются на один – два порядка и более, переходы называют односторонними.