Электронно-дырочный переход. В современной электронной технике полупроводниковые приборы играют исключительную роль. За последние три десятилетия они почти полностью вытеснили электровакуумные приборы. В любом полупроводниковом приборе имеется один или несколько электронно- дырочных переходов.

Электронно-дырочный переход (или n–p- переход) – это область контакта двух полупроводников с разными типами проводимости.

Электронно-дырочный переход. При контакте двух полупроводников n- и p-типов начинается процесс диффузии: дырки из p-области переходят в n- область, а электроны, наоборот, из n- области в p-область.

В результате в n-области вблизи зоны контакта уменьшается концентрация электронов и возникает положительно заряженный слой.

В p-области уменьшается концентрация дырок и возникает отрицательно заряженный слой.

Электронно-дырочный переход. Таким образом, на границе полупроводников образуется двойной электрический слой, электрическое поле которого препятствует процессу диффузии электронов и дырок навстречу друг другу

Электронно-дырочный переход. Односторонняя проводимость p-n перехода

подключим к источнику тока так, что положительный полюс источника соединен с n-областью, а отрицательный – с p- областью, то напряженность поля в запирающем слое возрастает. _+

Электронно-дырочный переход. Дырки в p-области и электроны в n- области будут смещаться от n–p- перехода, увеличивая тем самым концентрации неосновных носителей в запирающем слое. _+

Ток через n–p-переход практически не идет. Напряжение, поданное на n–p-переход в этом случае называют обратным. _+

Электронно-дырочный переход. Весьма незначительный обратный ток обусловлен только собственной проводимостью полупроводниковых материалов, т. е. наличием небольшой концентрации свободных электронов в p-области и дырок в n-области.

Электронно-дырочный переход. Прямое включение. Положительный полюс источника соединен с p-областью, а отрицательный с n-областью, напряженность электрического поля в запирающем слое будет уменьшаться, что облегчает переход основных носителей через контактный слой. _+

Электронно-дырочный переход. Дырки из p-области и электроны из n- области, двигаясь навстречу друг другу, будут пересекать n–p-переход, создавая ток в прямом направлении. Сила тока через n–p-переход в этом случае будет возрастать при увеличении напряжения источника.

Электронно-дырочный переход. Диод. Способность n–p-перехода пропускать ток практически только в одном направлении используется в приборах, которые называются полупроводниковыми диодами. Полупроводниковые диоды изготавливаются из кристаллов кремния или германия. При их изготовлении в кристалл c каким- либо типом проводимости вплавляют примесь, обеспечивающую другой тип проводимости.

Электронно-дырочный переход. Диод

Электронно-дырочный переход. Диод. Типичная вольт-амперная характеристика кремниевого диода + __ _ +

Электронно-дырочный переход. Транзистор Полупроводниковые приборы не с одним, а с двумя n–p-переходами называются транзисторами. Транзисторы бывают двух типов: p–n–p- транзисторы и n–p–n-транзисторы.

Электронно-дырочный переход. Транзистор Небольшая пластинка из германия с донорной примесью, т. е. из полупроводника n-типа. В этой пластинке создаются две области с акцепторной примесью, т. е. области с дырочной проводимостью. Основная пластинка обладает проводимостью p- типа, а созданные на ней две области – проводимостью n-типа.

Электронно-дырочный переход. Транзистор Пластинку транзистора называют базой (Б), одну из областей с противоположным типом проводимости – коллектором (К), а вторую – эмиттером (Э).

_ +

Принцип работы: один из двух электронно- дырочных переходов включен в прямом направлении (эмиттерный), а второй – в обратном (коллекторный). Переходы разделены областью базы. Толщина базы измеряется десятыми долями микрометра.

Эмиттер впрыскивает (инжектирует) в базу неосновные носители тока, а коллектор «отделяет» их от основных. Так эмиттерный переход управляет током через коллекторный переход.