Выпрямляющие свойства p–n-перехода

В силу непрерывного теплового движения в положении равновесия часть свободных носителей пересекает p–n -переход. Основные носители (электроны в полупроводнике n –типа и дырки в полупроводнике р -типа), пересекающие переход, создают ток J ₀одного направления. Неосновные носители (дырки в полупроводнике n –типа и электроны в полупроводнике р -типа), пересекающие переход, создают ток J _H противоположного направления. В отсутствии внешнего напряжения эти токи равны по величине и полный ток через p–n -переход равен нулю, т.е. J = J ₀- J _H=0.Поскольку при пересечении перехода основные носители преодолевают потенциальный барьер , а неосновные – не преодолевают, то внешним напряжением можно регулировать значение полного тока J = J ₀ - J _H через p-n -переход, изменяя J ₀. Если направление поля внешнего напряжения V противоположно направлению контактного поля ,то суммарный потенциальный барьер для основных носителей уменьшается. Равновесие нарушается и через p–n -переход течет суммарный ток, который при >0 может достигать очень большой величины, так как характеризуетсяпреимущественным токомосновных носителей. Такой ток возникает, если "+" внешнего напряжения прикладывается к полупроводнику р –типа и “ -“ к полупроводнику n -типа. Напряжение указанной полярностина диоде(и соответствующий ему ток) называется положительным.

Если внешнее поле совпадает по направлении с контактным, то суммарный потенциальный барьер для основных носителей возрастает. Равновесие опять нарушается и через р-n -переход течет суммарный ток, направленный противоположно положительному току. Величина его теперь определяется преимущественнымпереходом неосновныхносителей, концентрация которых мала, поэтому и ток невелик. Этот ток и соответствующее ему напряжение на p-n -переходе называются отрицательными.