p-n перехі́д

    0
    195

     

    Напівпровідникові прилади, що складаються з монокристалів із домішками, використовують унікальні електричні процеси, які є основою їх роботи. Такі процеси мають назву p-n переходу, який утворюється на стику двох областей напівпровідника. Одна область має електронну провідність з негативним зарядом (n), а друга – дірчасту з позитивним зарядом (p). Також ця область і процес має назву електронно-дірчастого переходу.

    Подібні переходи характерні для напівпровідників, які виготовлені з різних домішок або мають різну концентрацію таких домішок. Тобто, p-n перехід виникає усередині напівпровідникового приладу (монокристала), і вимагає ретельного і скрупульозного контролю кількості і чистоти домішок, що додаються в основну речовину.

     

    Виды p-n переходів в напівпровідникових приладах

     

    Найчастіше в напівпровідникових приладах використовується площинний або точковий p-n перехід. У першому випадку напівпровідник має вигляд кристала з шарувато-контактними елементами. Площинний перехід здійснюється на межі між шарами з різними домішками. Точковий p-n перехід здійснюється в певній точці напівпровідника, а розміри кристалів з різними типами зарядів можуть помітно відрізнятися. Як правило, найбільшу частину приладу займатиме матеріал з n-типом заряду.

     

    Методи створення напівпровідників

     

    Для створення напівпровідникових приладів з можливістю реалізації принципу p-n переходу і його використання знадобляться різні домішки і їх певна концентрація в основній речовині. Виділяють три основні методи формування таких напівпровідників :

    1. 1. Диффуззия домішок. Основою цієї методики є фотолітографія, яка дозволяє з пластини кремнію створити планарный перехід.
    2. 2. Вплавлення. В даному випадку монокристал нагрівається і опускається в розжарені домішки для їх з’єднання. Після охолодження монокристал рекрісталлізуется, утворюючи єдине ціле з домішкою. Цей перехід має назву сплавного.
    3. Нарощування. Для процесу нарощування потрібно буде розкласти хімічні сполуки домішок і наростити верхній шар на монокристалі. Цей вид переходу дістав назву епітаксіального.

     

    Використання p-n переходу

     

     

     

    Найбільш простим варіантом використання p-n переходу буде напівпровідниковий діод, у якого передбачена пропускна здатність для струму, тільки в одну сторону. Через відсутність в діоді зворотної подачі струму він отримав назву прямого. Напрямок руху в діодах позначається за допомогою стрілки.

     

    За рахунок такої властивості напівпровідникових діодів p-n перехід знайшов найпоширеніше використання в випрямленні змінного струму.