p-n-переход

    0
    195

    Полупроводниковые приборы, состоящие из монокристаллов с примесями, используют уникальные электрические процессы, которые являются основой их работы. Такие процессы имеют название p-n перехода, который образуется на стыке двух областей полупроводника. Одна область имеет электронную проводимость с отрицательным зарядом (n), а вторая – дырчатую с положительным зарядом (p). Также данная область и процесс имеет название электронно-дырчатого перехода.

    Подобные переходы характерны для полупроводников, которые изготовлены из различных примесей или имеют отличающуюся концентрацию таких примесей. То есть, p-n переход возникает внутри полупроводникового прибора (монокристалла), и требует тщательного и скрупулезного контроля количества и чистоты добавляемого в основное вещество материала.

    Виды p-n переходов в полупроводниковых приборах

     

    Чаще всего в полупроводниковых приборах используется плоскостной или точечный p-n переход. В первом случае полупроводник имеет вид кристалла со слоисто-контактными элементами. Плоскостной переход осуществляется на границе между слоями с различными примесями. Точечный p-n переход осуществляется в определенной точке полупроводника, а размеры кристаллов с различными типами зарядов могут заметно отличаться. Как правило, наибольшую часть прибора будет занимать материал с n-типом заряда.

     

    Методы создания полупроводников

     

    Для создания полупроводниковых приборов с возможностью реализации принципа p-n перехода и его использования потребуются различные примеси и их определенная концентрация в основном веществе. Выделяют три основных метода формирования таких полупроводников:

    1. 1. Диффуззия примесей. Основой данной методики является фотолитография, которая позволяет с пластиной кремния создать планарный переход.
    2. 2. Вплавление. В данном случае монокристалл нагревается и опускается в раскаленную примесь для их соединения. После охлаждения монокристалл рекристаллизируется, образуя единое целое с примесью. Данный переход будет иметь название сплавного.
    3. Наращивание. Для процесса наращивания потребуется разложить химические соединения и нарастить верхний слой на монокристалле. Данный вид перехода получил название эпитаксиального.

     

     

    Использование p-n перехода

     

     

     

    Наиболее простым вариантом использования p-n перехода будет полупроводниковый диод, у которого предусмотрена пропускная способность для тока, только в одну сторону. Из-за отсутствия в диодах обратной подачи тока он получил название прямого. Направление движения в диодах обозначается при помощи стрелки.

     

    За счет такого свойства полупроводниковых диодов p-n переход нашел самое распространенное использование в выпрямлении переменного тока.