Физика повседневности. От мыльных пузырей до квантовых технологий

P-n-переход обладает примечательным свойством: он пропускает ток только в одном направлении. Предположим, что нам нужно, чтобы ток протекал из полупроводника n-типа в p-область (илл. 6). В области p-типа ток переносится дырками, которые должны удаляться от контакта. В области n-типа ток переносится посредством электронов, которые также должны удаляться от контакта. Если бы в такой цепи установился стационарный ток, то вблизи контакта вскоре не осталось бы свободных зарядов и ток в цепи бы вскоре исчез. Таким образом, электрический ток течь из области n-типа в область p-типа[34] не может. С другой стороны, под воздействием приложенной батареей разности потенциалов ток может протекать из области р-типа в область n-типа: дырки при этом перемещаются в область n-типа, электроны – в область p-типа, на границе которых они аннигилируют («рекомбинируют»). На смену им придут другие электроны и другие дырки, которые появляются в цепи под воздействием разделяющей заряды батареи.

6. (a) Изменение плотности положительных и отрицательных носителей заряда в зависимости от расстояния x в p-n-переходе. Необходимость непрерывного изменения плотности обуславливает образование вокруг контакта (b) электрически заряженной области, где присутствующие носители заряда не компенсируются ионным фоном. Это приводит к возникновению на контакте разности потенциалов