7.3 Контакт двох напівпровідників з різним типом провідності.р-n-перехід і його випрямляючі властивості

Розглянемо контакт напівпровідників з різним типом провідності спочатку у рівноважному стані (без зовнішньої батареї). При утворенні контакту будуть відбуватись дифузійні переходи основних носіїв заряду в сусідні області: електронів із n – напівпровідника в       р – напівпровідник, дірок навпаки. Такі переходи зумовлені  градієнтом концентрації носіїв заряду одного знаку. Дійсно, згідно з формулою (5.19) добуток концентрацій електронів і дірок визначається степенем легування, шириною забороненої зони і температурою. Наприклад, для германію при температурі 300 К цей добуток дорівнює     1038 м-3. При помірному рівні легування nn = pp=Nd = Na = 1022 м-3. Тоді концентрація неосновних носіїв буде дорівнювати  np = pn = 1038/1022 = 1016 м-3.

Отже концентрації однойменних зарядів у сусідніх областях відрізняються  на 6 порядків. Таким чином p-напівпровідник буде збагачуватись дірками і заряджатись позитивно. Такі переходи зарядів будуть продовжуватись до встановлення динамічної рівноваги поки рівні Фермі не стануть однаковими (рис.7.7). Виникає потенціальний бар’єр  φо = μn – μp = q×Vк. Знайдемо його, скориставшись формулою (5.17), або (5.18).

(7.10)

Видно, що КРП  Vк не може перевищувати ширину забороненої зони і тим більша, чим більше відношення концентрації основних носіїв заряду до концентрації неосновних, тобто чим більша ступінь легування напівпровідників. Контактний шар простягається в область обох напівпровідників. На основі формули (7.5) одержуємо

(7.11)

You must be logged in to post a comment.

Фізика