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 IОСНОВ 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.