Электроника - Полупроводниковые переходы: Принцип работы p-n перехода при смещении

Если p-тип материала становится положительным относительно n-типа, говорят, что переход находится в режиме прямого смещения, поскольку именно в этом направлении сопротивление устройства низкое, и ток течет легче. Приложенный прямой потенциал противоположен потенциальному барьеру обедненной области; следовательно, потенциальный барьер уменьшается. Приложенное поле противоположно полю потенциального барьера, поэтому результирующее поле ослабевает. Для преодоления потенциального барьера достаточно небольшого прямого напряжения. После его устранения сопротивление перехода уменьшается до нуля. При прямом смещении ток экспоненциально возрастает с увеличением приложенного напряжения. В случае обратного смещения p-тип материала становится отрицательным относительно n-типа. Это соединение приводит к тому, что как дырки в p-типе, так и электроны в n-типе удаляются от перехода. Приложенное обратное напряжение создает электрическое поле, действующее в том же направлении, что и электрическое поле в потенциальном барьере. Следовательно, высота потенциального барьера увеличивается. Увеличенный потенциальный барьер препятствует потоку основных носителей заряда через переход. На практике действительно протекает небольшой ток, поскольку в результате тепловой энергии в кристалле генерируется небольшое количество электронно-дырочных пар. Этот небольшой ток называется обратным током насыщения. Если создать достаточно большое обратное смещение, генерируется большое количество электронно-дырочных пар, и обратный ток резко возрастает. Это называется лавинным пробоем.