Изучение свойств p-n-переходов. Бабенко С.П. - 6 стр.

                                                                              ϕk , а неос-
при пересечении перехода основные носители преодолевают потенциальный барьер eϕ
новные – не преодолевают , то внешним напряжением можно регулировать значение полного тока
J=J0-JH через p-n-переход, изменяя J0. Если направление поля внешнего напряжения V противо-
положно направлению контактного поля       к, то суммарный потенциальный барьер    ϕ=ϕ
                                                                                     ϕкV для
основных носителей уменьшается. Равновесие нарушается и через p–n-переход течет суммарный
ток, который при ϕ→0 может достигать очень большой величины, так как характеризуется пре-
имущественным током основных носителей. Такой ток возникает, если "+" внешнего напряжения
прикладывается к полупроводнику р –типа и “−“-к полупроводнику n -типа. Напряжение указан-
ной полярности на диоде (и соответствующий ему ток) называется положительным.
Если внешнее поле совпадает по направлении с контактным, то суммарный потенциальный барьер
для основных носителей возрастает. Равновесие опять нарушается и через р-n -переход течет сум-
марный ток, направленный противоположно положительному току. Величина его теперь опреде-
ляется преимущественным переходом неосновных носителей, концентрация которых мала, поэто-
му и ток невелик. Этот ток и соответствующее ему напряжение на p-n-переходе называются отри-
цательными.
Расчет показывает, что полный ток основных и неосновных носителей через p-n-переход
                                         J = JH(exp(еV/kT) -1),                             (2)
где JH - ток неосновных носителей или ток насыщения; V - внешнее напряжение на р-n -переходe.

При V>0 eV >>kT exp(eV/kT) >>1 и J=JHexp(eV/kT) , т.е. экспоненциально изменяется
с напряжением.
При V<0 и |eV| >>kT exp(eV/kT)<<1 и J=JH=const т.е. ток стремится к постоянной величи-
не.
Теоретическая зависимость (2) тока от напряжения, т.е., ВАХ р-n-перехода , изображена на рис.4.


                           Туннельные свойства р-n-перехода
Согласно рис.З , в диоде энергетические зоны полупроводников разных типов сдвинуты относи-
тельно друг друга. При этом напротив энергетических уровней электронов проводимости полу-
проводника n-типа лежит запрещённая зона полупроводника р -типа. Это значит, что потенциаль-
ная энергия электрона, переносящего ток, имеет характер бесконечно широкого потенциального
барьера.
Аналогичное рассуждение справедливо и для дырок р-типа. Далее, описывая работу туннельных
диодов, будем для простоты говорить только о движении электронов.