Što je elektronski šupljinski p-n spoj
Poluvodiči uključuju tvari s otporom od 10-5 do 102 ohma x m. Po svojim električnim svojstvima zauzimaju srednji položaj između metala i izolatora.
Na otpor poluvodiča utječu mnogi čimbenici: jako ovisi o temperaturi (otpor opada porastom temperature), ovisi o rasvjeti (otpor opada pod utjecajem svjetla) itd.
Ovisno o vrsti nečistoća u poluvodiču, prevladava jedna od vodljivosti — elektronska (n-tip) ili šupljina (p-tip).
Glavni dio svakog poluvodičkog uređaja (dioda, LED, tranzistor, tiristor itd.) je tzv. P-elektronski rupni spoj. Dobiva se ako dio kristala ima n-tip vodljivosti, a drugi dio p-tip vodljivosti. Oba područja moraju se dobiti u jednom monolitnom kristalu s istom rešetkom.P-n-spoj se ne može dobiti mehaničkim spajanjem dvaju kristala s različitim vrstama vodljivosti.
Glavni nositelji struje su šupljine u p-području i slobodni elektroni u n-područjima — raspršeni iz jednog područja u drugo.Uslijed rekombinacije (međusobne neutralizacije naboja) elektrona i šupljina između p i n nastaje sloj poluvodiča osiromašen nositeljima struje (blokirajući sloj).
Višak naboja stvaraju negativni ioni p-područja i pozitivni ioni n-područja, te cijeli volumen poluvodiča kao cjeline ostaje električki neutralan. Kao rezultat toga, na p-n spoju nastaje električno polje usmjereno iz n-ravnine u p-područje i sprječava daljnju difuziju šupljina i elektrona.
U p-n-prijelazu nastaje električna razlika potencijala, odnosno nastaje tzv. potencijalna barijera. Raspodjela potencijala u prijelaznom sloju ovisi o udaljenosti. Potencijal nula obično se uzima kao potencijal u p-području neposredno blizu p-n-spoja gdje nema prostornog naboja.
Može se pokazati da p-n spoj ima svojstvo ispravljanja. Ako je negativni pol izvora istosmjernog napona spojen na p-područje, tada će potencijalna barijera rasti s vrijednošću primijenjenog napona i glavni nositelji struje neće moći proći kroz p-n spoj. Zatim poluvodički ispravljač postojat će vrlo veliki otpor i takozvana povratna struja bit će vrlo mala.
Međutim, ako na p-područje spojimo pozitivan, a na n-područje Cc negativni pol izvora, tada će se potencijalna barijera smanjiti i glavni nositelji struje moći će proći kroz p-n spoj. U lancu će se pojaviti tzv Prednja struja koja će se povećavati kako napon izvora raste.
Strujno-naponska karakteristika diode
Dakle, staza elektrona — spoj između dva područja poluvodiča, od kojih jedno ima električnu vodljivost n-tipa, a drugo je p-tipa. Spoj elektron-rupa služi kao osnova za poluvodičke elemente. U prijelaznom području nastaje sloj prostornog naboja, osiromašen mobilnim nositeljima naboja. Ovaj sloj predstavlja potencijalnu barijeru za većinu i potencijalnu jamu za manjinske nositelje naboja.Glavno svojstvo prijelaza elektron-šupljina je unipolarna vodljivost.
Nelinearni poluvodički elementi s neuravnoteženim strujno-naponskim karakteristikama naširoko se koriste za pretvaranje AC u DC... Takvi elementi s jednosmjernom vodljivošću nazivaju se ispravljači ili električni ventili.
Vidi također: Poluvodički elementi — vrste, pregled, uporaba