Mi az elektronlyuk p-n átmenet
A félvezetők közé tartoznak a 10-5-102 ohm x m ellenállású anyagok, elektromos tulajdonságaikat tekintve a fémek és a szigetelők között köztes helyet foglalnak el.
A félvezető ellenállását sok tényező befolyásolja: erősen függ a hőmérséklettől (az ellenállás csökken a hőmérséklet emelkedésével), függ a megvilágítástól (fény hatására csökken az ellenállás) stb.
A félvezetőben lévő szennyeződések típusától függően az egyik vezetőképesség érvényesül - elektron (n-típusú) vagy lyuk (p-típus).
Bármely félvezető eszköz (dióda, LED, tranzisztor, tirisztor stb.) fő része az ún. P-elektron lyuk csomópont. Ezt akkor kapjuk, ha a kristály egy része n-típusú, a másik része p-típusú vezetőképességű. Mindkét régiót egy azonos rácsos monolit kristályban kell megkapni.P-n-átmenetet nem kaphatunk két különböző vezetőképességű kristály mechanikus összekapcsolásával.
A fő áramhordozók a p-régióban lévő lyukak és az n-régiókban a szabad elektronok – egyik régióból a másikba szétszóródva.A p és n közötti elektronok és lyukak rekombinációja (a töltések kölcsönös semlegesítése) következtében áramhordozóktól megfogyatkozott félvezető réteg (blokkoló réteg) keletkezik.
A többlettöltést a p-régió negatív ionjai és az n-régió pozitív ionjai hozzák létre, és a félvezető teljes térfogata elektromosan semleges marad. Ennek eredményeként a p-n átmenetnél az n-síkból a p-régióba irányított elektromos tér keletkezik, amely megakadályozza a lyukak és elektronok további diffúzióját.
A p-n-átmenetben elektromos potenciálkülönbség keletkezik, azaz úgynevezett potenciálgát keletkezik. A potenciáleloszlás az átmeneti rétegben a távolságtól függ. A nulla potenciált általában a p-régióban lévő potenciálnak tekintik, amely közvetlenül egy p-n átmenet közelében található, ahol nincs tértöltés.
Megmutatható, hogy a p-n átmenetnek van egyenirányító tulajdonsága. Ha egy DC feszültségforrás negatív pólusa a p-régióra van kötve, akkor a potenciálgát a rákapcsolt feszültség értékével nő, és a főáramhordozók nem tudnak áthaladni a p-n átmeneten. Akkor félvezető egyenirányító nagyon nagy ellenállás lesz, és az úgynevezett fordított áram nagyon kicsi lesz.
Ha azonban a p-régióhoz pozitívat, az n-es Cc régióhoz pedig a forrás negatív pólusát kapcsoljuk, akkor a potenciálgát csökken, és a főáramhordozók át tudnak haladni a p-n átmeneten. A láncban megjelenik az ún Egy előremenő áram, amely a forrás feszültségének növekedésével nő.
A dióda áram-feszültség karakterisztikája
Tehát egy elektronút-lyuk – egy csomópont a félvezetők két tartománya között, amelyek közül az egyik n-típusú, a másik pedig p-típusú. Az elektron-lyuk átmenet a félvezető eszközök alapjául szolgál. Az átmeneti tartományban tértöltésréteg képződik, amely a mobil töltéshordozókban kimerül. Ez a réteg potenciálgátat jelent a többségi töltéshordozóknak és potenciálkutat a kisebbségi töltéshordozóknak.Az elektron-lyuk átmenet fő tulajdonsága az unipoláris vezetés.
A kiegyensúlyozatlan áram-feszültség karakterisztikával rendelkező nemlineáris félvezető elemeket széles körben használják váltóáram egyenárammá alakításához... Az ilyen egyirányú vezetőképességű elemeket egyenirányítóknak vagy elektromos szelepeknek nevezzük.
Lásd még: Félvezető eszközök – típusok, áttekintés, használat