41281 Img00163

167

3.20. Przewodzenie prądu przez złącze p-n możliwe jest tylko w przypadku, gdy przyłożone z zewnątrz pole elektryczne E będzie przeciwnie skierowane do pola E (rys. 3.20-lb). Przy takiej polaryzacji pola zewnętrznego możliwy jest dwukierunkowy uporządkowany ruch ładunków swobodnych przez złącze, przy czym w obydwu półprzewodnikach przepływające w kierunku złącza nośniki są stale uzupełniane przez zewnętrzne źródła prądu. Rezystancja złącza jest wtedy znikomo mała.

Jeśli natomiast zewnętrzne pole jest skierowane zgodnie z E (tj. złącze jest spolaryzowane w kierunku zaporowym — rys. 3.20-1 c), „odciąga” ono z obydwu półprzewodników swobodne nośniki ładunków. Wobec ich braku całe złącze stanowi jednolitą warstwę zaporową o nieskończenie dużej rezystancji.

Rys. 3.20-1. Mechanizm przewodzenia prądu przez złącze p-n: a) złącze p-n w stanie równowagi; b) zewnętrzne pole elektryczne E przeciwne do kierunku £_M|,; c) zewnętrzne pole elektryczne zgodne z kierunkiem £_7jp; 1 — zaciski zewnętrznego źródła prądu, 2 - elektrony, 3 — dziury

Kompensacja i dyfuzja w półprzewodnikach

3.21. Gdy mamy półprzewodnik określonego typu, np. typu p, to możliwe jest wprowadzenie do niego tak dużej ilości domieszek donorowych, że skompensują one domieszki akceptorowe i półprzewodnik stanie się półprzewodnikiem typu n. Ta metoda zmiany rodzaju przewodnictwa przez dodawanie domieszek innego typu nazywana jest kompensacją. Jest to podstawowa metoda wytwarzania złącz p-n.

Atomy domieszki można wprowadzać za pomocą dyfuzji. Wprawdzie rozpuszczalność ciał stałych jest mała, co ogranicza koncentrację rozpuszczanych domieszek, można jednak bez trudu uzyskiwać koncentracje do 10¹⁸ atomów domieszki na cm³. Te rozpuszczone domieszki wchodzą do struktury krystalicznej półprzewodnika jako atomy zastępcze na miejsce atomów półprzewodnika. Atomy domieszki mogą prze-