Каким образом переход p-n влияет на проводимость полупроводника?

Переход p-n (переход между зоной с избытком электронов, называемой n-областью, и зоной с избытком дырок, называемой p-областью) существенно влияет на проводимость полупроводника.

В p-области полупроводника дырки являются основными носителями заряда, а в n-области — электроны. При создании перехода p-n происходит диффузия электронов из n-области в p-область, а также диффузия дырок из p-области в n-область. Это приводит к рекомбинации электронов и дырок вблизи перехода, создавая заряженные ионы.

Результатом этого процесса является создание области с неравновесными зарядами, называемой областью перехода или pn-переходом. В этой области образуется электрическое поле, направленное от p-конца к n-концу. Это поле создает потенциальный барьер для движения носителей заряда через переход.

При прямом смещении pn-перехода (подключение положительного напряжения к p-области и отрицательного напряжения к n-области) электрическое поле в области перехода ослабевает, снижая потенциальный барьер. Это позволяет электронам и дыркам преодолеть барьер и свободно перемещаться через переход. Таким образом, проводимость полупроводника увеличивается.

При обратном смещении pn-перехода (подключение отрицательного напряжения к p-области и положительного напряжения к n-области) электрическое поле в области перехода усиливается, увеличивая потенциальный барьер. Это затрудняет движение электронов и дырок через переход, и проводимость полупроводника снижается.

Таким образом, переход p-n может контролировать проводимость полупроводника в зависимости от направления подключенного напряжения. Это свойство используется в полупроводниковых диодах, транзисторах и других электронных компонентах для управления потоком электрического тока.