Диоды
В пластине полупроводника, на границе между двумя слоями с различного рода электропроводностями, образуется электронно-дырочный переход, называемый также p-n-переходом или запирающим слоем. Этот слой обладает вентильными свойствами, т. е. односторонней проводимостью. Это явление можно пояснить следующими положениями. Концентрация электронов в n-области во много раз больше, чем их концентрация в p-области, где они служат неосновными носителями заряда. Вследствие этого электроны диффундируют в область их низкой концентрации — p-область. Здесь они рекомбинируют с дырками акцепторов и таким путем образуют пространственный (объемный) отрицательный заряд ионизированных атомов акцепторов, не скомпенсированный положительным зарядом дырок — основных носителей заряда в этой области.
Одновременно происходит диффузия дырок в n-область. Здесь создается нескомпенсированный зарядом электронов пространственный положительный заряд ионов доноров. Таким путем между двумя областями полупроводника возникает двойной слой пространственного заряда, обедненный основными носителями заряда. Из-за наличия пространственных зарядов возникает перепад электрического потенциала между p- и n-областями. Его называют потенциальным барьером, а его величину — высотой потенциального барьера.
Электронно-дырочный переход нельзя получить, наложив одну на другую пластины, изготовленные из полупроводников с различной примесной проводимостью, так как между пластинами неизбежно наличие поверхностных пленок или очень тонкого слоя воздуха. Такой переход создается лишь посредством образования областей с различными электропроводностями в одной пластине полупроводника. Такой двухслойный полупроводниковый прибор с p-n-переходом называется полупроводниковым диодом.
Если положительный полюс источника электроэнергии соединен с p-областью полупроводникового диода, а отрицательный — с n-областью, то электрическое поле источника ослабляет до малой величины действие пространственных зарядов — снижает потенциальный барьер диода, вследствие чего резко возрастает диффузия и вместе с ней ток через p-n-переход. Такое включение полупроводникового диода называется прямым.
При обратном включении полупроводникового диода, когда с p-областью соединен минус источника напряжения, а с n-областью — плюс этого источника, внешнее поле усиливает поле пространственных зарядов и удаляет носители заряда с обеих сторон перехода. Через p-n-переход создается в этом случае лишь весьма малый ток, обусловленный движением неосновных носителей заряда. Но из-за этого тока обратное сопротивление полупроводникового диода является конечной величиной.
