Автор Денис Волчков задал вопрос в разделе Естественные науки
Помогите описать механизм образования P-N перехода!! и получил лучший ответ
Ответ от Їеловек разумный[гуру]
Полупроводники обладают свойством диэлектриков, таким, как уменьшение удельного сопротивления с повышением кинетической энергией атомов полупроводника (то есть, с повышением температуры) - происходит отрыв электрона от орбитали вследствие приобретения им заряда кинетической энергии, превышающей энергию кулоновского взаимодействия. Это обуславливает дырчатый механизм проводимости, так как ион, который образуется вследствие отрыва электрона от атома, избытком положительного заряда отрывает электрон от другого атома, также ионизируя его. Также электроны, пролетая над атомом, сообщают ему импульс, так что атом обладает также потенциальной энергией. Процесс становится циклическим, приобретая под действием электрического поля нужное направление.
Проводимость полупроводников возрастает с введением в них примесей, таких как пятивалентных и трехвалентных атомов. В разных случаях механизмов проводимости - два. Рассмотрим по отдельности каждый из них.
При введении в типичный полупроводник (Si) трехвалентных атомов (например, In), атомы Индия устанавливают ковалентные связи с атомами Силиция. Но у Индия есть только три валентных электрона, хотя четвертое место у него есть. Поэтому он отрывает у атома Si электрон. Далее, атом Si отрывает электрон у другого атома Si и т. д. (p-проводимость) .
При введении в Si пятивалентного элемента (As) четыре валентных электрона As устанавливают ковалентные связи с четырьмя электронами Si. Пятый же электрон As вытесняется на внешнюю орбиталь, где ему необходимо очень низкие энергии, чтобы оторваться от атома. Возникает механизм электронной проводимости (n-проводимость) .
При соединении этих примесей на стыке между n-областью и p-областью "дырки" (p) и электроны (n) рекомбинируют, создавая нейтральный шар атомов. Так образуется p-n переход. При прикладывании напряжения положительным знаком на p-область и отрицательным знаком на n-область электроны n-области преодолевают барьер (p-n переход) . При подаче напряжения отрицательным знаком на p-область и положительным на n-область происходит оттягивание дырок и электронов в соответственных областях от p-n перехода и образуется диэлектрический вакуумный шар. Таким образом, p-n переход обеспечивает свойство односторонней проводимости.
Источник: Мои знания
p — n-перехо́д (n — negative — отрицательный, электронный, p — positive — положительный, дырочный) , или электронно-дырочный переход — разновидность гомопереходов, Зоной p-n перехода называется область полупроводника, в которой имеет место пространственное изменение типа проводимости от электронной n к дырочной p.
Электронно-дырочный переход может быть создан различными путями:
1. в объёме одного и того же полупроводникового материала, легированного в одной части донорной примесью (n-область) , а в другой — акцепторной (p-область) ;
2. на границе двух различных полупроводников с разными типами проводимости.
Если p — n-переход получают вплавлением примесей в монокристаллический полупроводник, то переход от n- к р-области происходит скачком (резкий переход). Если используется диффузия примесей, то образуется плавный переход.
Энергетическая диаграмма p — n-перехода. a) Состояние равновесия b) При приложенном прямом напряжении c) При приложенном обратном напряжении