Образование перехода

Пусть имеется соединение двух полупроводниковых материалов типа и типа (рисунок 32а). Носители заряда в каждом полупроводнике совершают беспорядочные тепловые движения, и происходит диффузия носителей из одного полупроводника в другой. Носители перемещаются оттуда, где их больше, туда, где их меньше. Из полупроводника типа в полупроводник типа диффундируют электроны, а в обратном направлении диффундируют «дырки».

В результате на границе образуются объёмные заряды различных знаков.

В области положительный объёмный заряд, в области отрицательный объёмный заряд. Между зарядами возникает контактная разность потенциалов: и электрическое поле с напряжённостью Потенциальна диаграмма перехода (рисунок 32б) показывает, что существует потенциальный барьер, препятствующий дальнейшему диффузионному переходу носителей. Высота барьера составляет десятые доли вольта. Чем выше концентрация примесей, тем больше контактная разность потенциалов и высота барьера. Толщина барьера при повышении концентрации примесей уменьшается.

	Рисунок 32. Образование перехода

Одновременно с диффузионным перемещением основных носителей через границу происходит и обратное перемещение носителей под действием контактной разности потенциалов. Перемещение носителей за счёт диффузии представляет собой диффузионный ток . Движение носителей под действием поля контактной разности потенциалов создает ток дрейфа Каждый из токов имеет как дырочную, так и электронную составляющую. При постоянной температуре переход находится в состоянии динамического равновесия. При динамическом равновесии и . В средней части перехода образуется слой с малой концентрацией носителей (обеднённый носителями слой). Этот слой (рисунок 32в) имеет меньшую проводимость, чем и области и называется запирающим слоем.