Co to jest złącze p-n z dziurą elektronową
Półprzewodniki obejmują substancje o rezystancji od 10-5 do 102 omów x m. Pod względem swoich właściwości elektrycznych zajmują pozycję pośrednią między metalami a izolatorami.
Na rezystancję półprzewodnika ma wpływ wiele czynników: silnie zależy od temperatury (rezystancja maleje wraz ze wzrostem temperatury), zależy od oświetlenia (rezystancja maleje pod wpływem światła) itp.
W zależności od rodzaju zanieczyszczeń w półprzewodniku dominuje jedno z przewodnictwa — elektronowe (typu n) lub dziurowe (typu p).
Główną częścią każdego urządzenia półprzewodnikowego (dioda, dioda LED, tranzystor, tyrystor itp.) jest tzw. Złącze dziurowe elektronu P. Otrzymuje się go, jeśli część kryształu ma przewodnictwo typu n, a druga część ma przewodnictwo typu p. Oba regiony muszą być otrzymane w jednym krysztale monolitycznym o tej samej sieci.Połączenia p-n nie można uzyskać poprzez mechaniczne połączenie dwóch kryształów o różnych rodzajach przewodnictwa.
Głównymi nośnikami prądu są dziury w obszarze p i wolne elektrony w obszarze n — rozproszone z jednego regionu do drugiego.W wyniku rekombinacji (wzajemnego zobojętniania ładunków) elektronów i dziur między p i n powstaje warstwa półprzewodnikowa pozbawiona nośników prądu (warstwa blokująca).
Nadmiar ładunku jest tworzony przez jony ujemne obszaru p i jony dodatnie obszaru n, a cała objętość półprzewodnika jako całości pozostaje elektrycznie obojętna. W rezultacie na złączu p-n powstaje pole elektryczne skierowane z płaszczyzny n do obszaru p, co zapobiega dalszej dyfuzji dziur i elektronów.
W przejściu p-n powstaje różnica potencjałów elektrycznych, czyli powstaje tak zwana bariera potencjału. Rozkład potencjału w warstwie przejściowej zależy od odległości. Potencjał zero jest zwykle traktowany jako potencjał w obszarze p bezpośrednio w pobliżu złącza p-n, gdzie nie ma ładunku przestrzennego.
Można wykazać, że złącze p-n ma właściwość prostowania. Jeśli biegun ujemny źródła napięcia stałego zostanie podłączony do obszaru p, wówczas bariera potencjału wzrośnie wraz z wartością przyłożonego napięcia, a główne nośniki prądu nie będą mogły przejść przez złącze p-n. Następnie prostownik półprzewodnikowy będzie bardzo duży opór i tak zwany prąd wsteczny będzie bardzo mały.
Jeśli jednak do regionu p dołączymy dodatni biegun źródła, a do regionu n Cc ujemny biegun źródła, wówczas bariera potencjału zmniejszy się i główne nośniki prądu będą mogły przechodzić przez złącze p-n. W łańcuchu pojawią się tzw Prąd przewodzenia, który będzie wzrastał wraz ze wzrostem napięcia źródła.
Charakterystyka prądowo-napięciowa diody
Tak więc dziura elektronowa — połączenie między dwoma obszarami półprzewodników, z których jeden ma przewodnictwo elektryczne typu n, a drugi typu p. Złącze elektron-dziura służy jako podstawa urządzeń półprzewodnikowych. W obszarze przejściowym tworzy się warstwa ładunku kosmicznego, zubożona w ruchome nośniki ładunku. Warstwa ta stanowi barierę potencjału dla większości i studnię potencjału dla nośników ładunku mniejszościowego.Główną właściwością przejścia elektron-dziura jest przewodnictwo jednobiegunowe.
Nieliniowe elementy półprzewodnikowe o niesymetrycznej charakterystyce prądowo-napięciowej są szeroko stosowane do konwersji AC na DC... Takie elementy o przewodnictwie jednokierunkowym nazywane są prostownikami lub elektrozaworami.
Zobacz też: Przyrządy półprzewodnikowe — rodzaje, przegląd, zastosowanie