Електронно-дірковий перехід- область на кордоні двох напівпровідників, один з яких має електронну, а інший - дірковий електропровідність.
Оскільки концентрація дірок в напівпровіднику р-типу багато більше, ніж в напівпровіднику n-типу. і, навпаки, в напівпровіднику n-типу вище концентрація електронів, то на кордоні розділу напівпровідників різної електропровідності створюється перепад (градієнт) кон-центрації дірок і електронів. Це викликає Диффузион-ве переміщення дірок з р-області в n-область і електронів в протилежному напрямку і їх рекомбінацію.
В результаті догляду дірок з приконтактной області р-типу і електронів з приконтактной області n-типу на цих ділянках утворюється збіднений від рухомих носіїв заряду шар і з'являється некомпенсованих-ний негативний заряд за рахунок іонів акцепторної домішки (в приконтактной області р-типу) і поклади -тельний заряд за рахунок іонів донорної домішки (в прикона-тактний області n-типу). На рис. 4, а збіднений шар відзначений трикутниками зі знаками «-» і «+», позначення-чающие негативні і позитивні іони відпо-відно акцепторной і донорной домішок. Таким чином, збіднений шар являє собою, область полупро-водника з певною щільністю об'ємного заряду, наявність якого призводить до утворення електричного поля (на рис. 4, а напрямок напруженості цього поля показано вектором Е). Це поле перешкоджає подальшому диффузионному переміщенню дірок з напівпровідника р-типу в напівпровідник n-типу і електро-нів в протилежному напрямку. Оскільки обід-ненний шар має незначну електропровідність, так як в ньому практи-но відсутні позитивні носії заряду, його називають замикаючим шаром.
Якщо підключити до p-n-переходу зовнішня напруга Uобр таким чином, щоб плюс був прикладений до області напівпровідника n-типу, а мінус - до області напівпровідника
р-типу (таке включення називають зворотним. рис. 4, б), то збіднений шар розшириться, тому що під впливом зовнішнього напруги електрони і дірки, як основні носії заряду, зміщуються від р-n-переходу в різні боки. Потенційний бар'єр зростає і стає рівним # 966; до + Uобр .. т.к. зовнішня напруга збігається з контактною різницею потенціалів. Ширина нового обід-ненного шару збільшується. Опір переходу велике, струм через нього малий, так як обумовлений неосновними носіями (дрейфова складова струму). Струм називаетсяобратним, а p-n-перехід закритим.
При прямому включенні. збіднений шар звужується, а провідність збільшується. Потенційний бар'єр знижується і стає рівним # 966; к - U пр. Створюються умови для інжекції основних носіїв заряду, і через перехід проходить прямий струм, обумовлений дифузією основних носіїв (дифузний струм).
Зв'язок між прямим струмом і прикладеним до р-n-переходу прямою напругою Uпр визначається висловлю-ням
де # 966; т - теплової потенціал (при нормальній температурі # 966; т ≈ 0,28 В).
Значення зворотного струму можна визначити з рівнян-вати (1), замінивши значення Unp на
-Uобр. З огляду на, що в робочій частині діапазону зворотних струмів # 966; т <<|Uобр |, получим
Струм Iобр за значенням багато менше Іпр. Пряма і зворотня ная гілки вольтамперної характеристики, відпо-ють рівнянням (1) і (2), показані на рис. 5.
Зі співвідношень (1) і (2) (вольтамперної ха-рактеристики) слід, що значення і напрямок струму, що приходить через р-n-перехід, залежать від значення і знака прикладеної напруги. При прямому зміщенні р-n-переходу його опір незначно, а струм великої. Зворотне сме-щення на переході обумовлює значно більшу опору-ня в зворотному напрямку при малому зворотному струмі. Таким чином, р-n-перехід має властивість односторонньої провідності, що дозволяє використовувати його в цілях випрямлення змінного струму.
Якщо зворотна напруга перевищує деяке значення Uобр.пр. (Рис. 5), зване пробивним, то зворотний струм різко зростає. Якщо його не огра-нічіть, то станеться електричний пробій р-n-переходу, що супроводжується часто тепловим пробоєм. Електрич-ний пробій пояснюється тим, що при Uобр> Uобр.пр. електричне поле в р-n-переході стає настільки сильним, що в змозі повідомити електронам і діркам, енергію, достатню для ударної іонізації речовини переходу з лавиноподібним процесом розмноження додаткових пар зарядів. Ці пари сприяють різкому зростанню зворотного струму. Короткочасний електричний пробій не руйнує p-n-переходу, т. Е. Є оборотним явищем. При тепловому ж пробої відбувається неприпустимий перегрів р-n-переходу і він виходить з ладу.
З ростом температури зростають як прямий, так і зворотний струм. Вольтамперная характеристика р-n-пе-рехода при більш високій температурі показана на рис. 5 пунктирною лінією.