Che cos'è una giunzione p-n di un buco elettronico
I semiconduttori includono sostanze con una resistenza da 10-5 a 102 ohm x m In termini di proprietà elettriche, occupano una posizione intermedia tra metalli e isolanti.
La resistenza di un semiconduttore è influenzata da molti fattori: dipende fortemente dalla temperatura (la resistenza diminuisce all'aumentare della temperatura), dipende dall'illuminazione (la resistenza diminuisce sotto l'influenza della luce), ecc.
A seconda del tipo di impurità nel semiconduttore, prevale una delle conduttività: elettrone (tipo n) o buco (tipo p).
La parte principale di qualsiasi dispositivo a semiconduttore (diodo, LED, transistor, tiristore, ecc.) È il cosiddetto. P-elettrone-foro-giunzione. Si ottiene se una parte del cristallo ha conducibilità di tipo n e l'altra parte ha conducibilità di tipo p. Entrambe le regioni devono essere ottenute in un cristallo monolitico con lo stesso reticolo.Una giunzione p-n non può essere ottenuta collegando meccanicamente due cristalli con diversi tipi di conducibilità.
I principali portatori di corrente sono le lacune nella regione p e gli elettroni liberi nelle regioni n, diffusi da una regione all'altra.A causa della ricombinazione (mutua neutralizzazione delle cariche) di elettroni e lacune tra p e n, si forma uno strato semiconduttore privo di portatori di corrente (strato di blocco).
La carica in eccesso è creata da ioni negativi della regione p e ioni positivi della regione n, e l'intero volume del semiconduttore nel suo insieme rimane elettricamente neutro. Di conseguenza, alla giunzione p-n, si forma un campo elettrico diretto dal piano n alla regione p che impedisce un'ulteriore diffusione di lacune ed elettroni.
Nella transizione p-n si forma una differenza di potenziale elettrico, cioè si forma una cosiddetta barriera potenziale. La distribuzione del potenziale nello strato di transizione dipende dalla distanza. Il potenziale zero è solitamente considerato il potenziale nella regione p direttamente vicino a una giunzione pn dove non c'è carica spaziale.
Si può dimostrare che la giunzione p-n ha una proprietà rettificante. Se il polo negativo di una sorgente di tensione CC è collegato alla regione p, allora la potenziale barriera aumenterà con il valore della tensione applicata e i principali portatori di corrente non saranno in grado di passare attraverso la giunzione p-n. Poi raddrizzatore a semiconduttore ci sarà una resistenza molto alta e la cosiddetta corrente inversa sarà molto piccola.
Tuttavia, se colleghiamo un positivo alla regione p e alla regione n Cc il polo negativo della sorgente, allora la potenziale barriera diminuirà e i principali portatori di corrente potranno passare attraverso la giunzione p-n. Nella catena apparirà il cosiddetto Una corrente diretta che aumenterà all'aumentare della tensione della sorgente.
Caratteristica corrente-tensione del diodo
Quindi un percorso elettronico - una giunzione tra due regioni di semiconduttori, una delle quali ha conduttività elettrica di tipo n e l'altra è di tipo p. La giunzione elettrone-lacuna funge da base per i dispositivi a semiconduttore. Nella regione di transizione si forma uno strato di carica spaziale, impoverito di portatori di carica mobili. Questo strato rappresenta una potenziale barriera per la maggioranza e un potenziale pozzo per i portatori di carica minoritari.La proprietà principale della transizione elettrone-lacuna è la conduzione unipolare.
Sono ampiamente utilizzati elementi semiconduttori non lineari con caratteristiche di corrente-tensione sbilanciate per convertire AC in DC... Tali elementi con conducibilità unidirezionale sono chiamati raddrizzatori o valvole elettriche.
Guarda anche: Dispositivi a semiconduttore: tipi, panoramica, utilizzo