Печатать эту главуПечатать эту главу

§ 37-1. Прымесная праводнасць паўправаднікоў. Электронна-дзірачны пераход

Электронна-дзірачны пераход. Разгледзім паўправаднік, адна частка якога змяшчае донарную прымесь і таму з'яўляецца паўправадніком n-тыпу, а другая — акцэптарную прымесь і з'яўляецца паўправадніком p-тыпу. У зоне кантакту ўтвараецца тонкі слой, які называюць электронна-дзірачным пераходам або np-пераходам. Канцэнтрацыя свабодных электронаў у n-зоне значна вышэйшая, чым у p-зоне, адпаведна канцэнтрацыя дзірак у p-зоне значна большая за іх канцэнтрацыю ў n-зоне. З прычыны таго, што праз мяжу падзелу адбываецца дыфузія электронаў з n- у p-зону і дыфузія дзірак з p- у n-зону, на мяжы n- і p-зон з'яўляецца электрычнае поле. Яно перашкаджае далейшаму пераходу асноўных носьбітаў зараду праз мяжу падзелу. Іншымі словамі, у зоне пераходу паміж паўправаднікамі n- і p-тыпаў утвараецца замыкаючы слой (мал. 227.1, а).

Збяром электрычны ланцуг, які складаецца з крыніцы току, лямпачкі і паўправадніка з np-пераходам. Пры гэтым дадатны полюс крыніцы току падключым да р-зоны, а адмоўны — да n-зоны (мал. 227.1 б).

Мал.
Мал. 227.1

Пры замыканні ланцуга лямпачка свеціцца. Выснова відавочная: у ланцугу праходзіць электрычны ток. 

Растлумачым з'яву, якую назіралі. Пад уздзеяннем электрычнага поля, створанага крыніцай току, замыкаючы слой пачне знікаць, бо напружанасць E with rightwards arrow on top знешняга электрычнага поля крыніцы супрацьлеглая па напрамку напружанасці поля замыкаючага слоя і практычна цалкам кампенсуе яе. Гэта прыводзіць да аднаўлення дыфузіі асноўных носьбітаў зарада праз np-пераход: з зоны n у зону p-электронаў, а з зоны p у зону n-дзірак. Пры гэтым таўшчыня np-пераходу памяншаецца, значыць, памяншаецца і яго супраціўленне (мал. 227.1, в). У гэтым выпадку np-пераход уключаны ў прамым (прапускным) напрамку. 

А цяпер падключым дадатны полюс крыніцы току да n-зоны, а адмоўны — да р-зоны (мал. 227.1, г). Пры замыканні ланцуга лямпачка не свеціцца, гэта значыць электрычнага току ў ланцугу няма.

Прычына ў тым, што таўшчыня замыкаючага слоя і, значыць, яго супраціўленне павялічваюцца, бо напрамак напружанасці электрычнага поля, створанага крыніцай, супадае з напрамкам напружанасці поля замыкаючага слоя. У гэтым выпадку np-пераход уключаны ў адваротным напрамку, і ток праз np-пераход практычна не ідзе (калі не ўлічваць ток, створаны неасноўнымі носьбітамі зараду, канцэнтрацыя якіх малая ў параўнанні з канцэнтрацыяй асноўных носьбітаў).

Такім чынам, n–p-пераход у паўправадніку мае аднабаковую праводнасць. На малюнку 227.2 прыведзена вольт-амперная характарыстыка прамога переходу — участак ОВ і адваротнага пераходу — участак ОА.

Мал.
Мал. 227.2