Tiếp giáp p-n lỗ electron là gì
Chất bán dẫn bao gồm các chất có điện trở từ 10-5 đến 102 ôm x m, xét về tính chất điện, chúng chiếm vị trí trung gian giữa kim loại và chất cách điện.
Điện trở của chất bán dẫn bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố: nó phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ (điện trở giảm khi nhiệt độ tăng), nó phụ thuộc vào ánh sáng (điện trở giảm dưới tác động của ánh sáng), v.v.
Tùy thuộc vào loại tạp chất trong chất bán dẫn, một trong những độ dẫn điện chiếm ưu thế - electron (loại n) hoặc lỗ trống (loại p).
Phần chính của bất kỳ thiết bị bán dẫn nào (điốt, đèn LED, bóng bán dẫn, thyristor, v.v.) là cái gọi là. P-lỗ trống điện tử. Nó thu được nếu một phần của tinh thể có độ dẫn loại n và phần còn lại có độ dẫn loại p. Cả hai vùng phải thu được trong một tinh thể nguyên khối với cùng một mạng.Không thể có được tiếp giáp p-n bằng cách kết nối cơ học hai tinh thể có các loại độ dẫn điện khác nhau.
Các hạt tải điện chính là các lỗ trống trong vùng p và các electron tự do trong vùng n - khuếch tán từ vùng này sang vùng khác.Do sự tái hợp (trung hòa điện tích lẫn nhau) của các electron và lỗ trống giữa p và n, một lớp bán dẫn đã cạn kiệt các hạt tải điện hiện tại (lớp chặn) được hình thành.
Điện tích dư thừa được tạo ra bởi các ion âm của vùng p và các ion dương của vùng n, và toàn bộ thể tích của chất bán dẫn nói chung vẫn trung hòa về điện. Kết quả là, tại tiếp giáp p-n, một điện trường hướng từ mặt phẳng n sang vùng p phát sinh và ngăn cản sự khuếch tán thêm của lỗ trống và điện tử.
Trong quá trình chuyển đổi p-n, một sự khác biệt về điện thế được hình thành, nghĩa là, cái gọi là hàng rào tiềm năng phát sinh. Sự phân bố tiềm năng trong lớp chuyển tiếp phụ thuộc vào khoảng cách. Điện thế bằng 0 thường được coi là điện thế trong vùng p ngay gần tiếp giáp p-n nơi không có điện tích không gian.
Có thể chỉ ra rằng tiếp giáp p-n có đặc tính chỉnh lưu. Nếu cực âm của nguồn điện áp DC được kết nối với vùng p, thì rào thế sẽ tăng theo giá trị của điện áp đặt vào và các hạt tải điện chính sẽ không thể đi qua tiếp giáp p-n. Sau đó chỉnh lưu bán dẫn sẽ có một điện trở rất cao và cái gọi là dòng ngược sẽ rất nhỏ.
Tuy nhiên, nếu chúng ta gắn cực dương vào vùng p và cực âm của nguồn Cc vào vùng n, thì hàng rào thế năng sẽ giảm và các hạt tải điện chính sẽ có thể đi qua tiếp giáp p-n. Trong chuỗi sẽ xuất hiện cái gọi là Dòng điện thuận sẽ tăng khi điện áp nguồn tăng.
Đặc tính dòng điện áp của diode
Vì vậy, một lỗ trống đường dẫn điện tử — một điểm nối giữa hai vùng chất bán dẫn, một trong số đó có tính dẫn điện loại n và vùng còn lại là loại p. Mối nối electron-lỗ trống đóng vai trò là cơ sở cho các thiết bị bán dẫn. Trong vùng chuyển tiếp, một lớp điện tích không gian được hình thành, cạn kiệt trong các hạt mang điện di động. Lớp này đại diện cho một rào cản tiềm năng đối với đa số và một giếng tiềm năng đối với các hạt mang điện tích thiểu số.
Các phần tử bán dẫn phi tuyến có đặc tính dòng điện áp không cân bằng được sử dụng rộng rãi để chuyển đổi AC thành DC... Các phần tử có độ dẫn một chiều như vậy được gọi là bộ chỉnh lưu hoặc van điện.