Когда речь идет о pn - переходЕ , подразумевают переход из р - легированной области в n - легированную область в определенной кристаллической решетке основного вещества ( например , германия ) . Легирование - это термическая
обработка полупроводника при которой в него вводится примесь . Рассматривается симметричный pn - переход , то есть концентрация доноров ( примеси n - типа) равна концентрации акцепторов ( примеси р - типа) . В переходной области ( рис.2.7.а ) вследствие диффузии происходит рекомбинация электронов и дырок , поэтому большинство основных носителей заряда исчезают. Плотность свободных электронов и дырок изменяется при этом так , как показано на рис.2.7 , б). В переходной зоне остаются положительно и отрицательно ионизированные атомные остовы , создающих пространственный заряд ; n - зона в пределах переходной зоны положительная , р -зона - отрицательная ( рис.2.7.в ) . Возникает разность потенциалов UD ( рис.2.7.г ) и электрическое поле, создающее дрейфовый ток. В равновесном состоянии (т.е. при отсутствии внешнего напряжения ) полный ток состоящий из диффузионного (основных носителей) и дрейфового тока ( неосновных носителей) , равна нулю , так как они направлены навстречу друг другу . Электрической проводимостью пограничного слоя ( ограниченного на рис . 2.7,2.9 . Вертикальными линиями) можно управлять , если приложить напряжение между p - и n - областями. Если приложить " плюс " к n - бластов а " минус " к p - области, то свободные электроны из пограничного слоя потекут к положительному полюсу , а дырки - к отрицательному полюсу ( рис.2.9 ) . Межевой слой расширяется . Положительный пространственный заряд в n - области и отрицательный пространственный заряд в р - области
растут . Между областями возникает разность потенциалов Up и предельный слой становится для основных носителей заряда , т.е. для электронов n - области и дырок р - области , запорным слоем. Второстепенные носители могут преодолевать запорный слой создавая небольшой ток . При изменении полярности приложенного напряжения основные носители будут смещаться навстречу друг другу , в результате чего разность потенциалов
U в пограничном слое уменьшается.
Таким образом , pn - переход является несимметричным по отношению к направлению внешнего напряжения . В зависимости от ее полярности он или пропускает , либо не пропускает ток. Элементы с такими вентильными свойствами называют диодами . В запорном направлении при малых напряжениях течет слабый обратный ток I3 . Только при высоких напряжениях U > Unpo6 , когда наступает пробой , обратный
ток резко возрастает , такое напряжение уже является достаточным , чтобы перевести валентные электроны в зону проводимости . Наиболее важные применения диодов : выпрямление переменного напряжения , преобразования частоты , демодуляция амплитудно - модулированных и частотно - модулированных сигналов.