3.1.1 Товщина переходу

Розглянемо р-n-перехід з товщиною (рисунок 3.1). Ця величина складається з товщини переходу в р-області  та товщини переходу в n-області і визначається формулою

,             (3.1)

де -Ф/м - електрична стала;

- відносна електрична проникність (=12 для кремнію,=16 для германію);

- контактна різниця потенціалів;  - прикладена зовнішня напруга.

Рисунок 3.1 Р-n-перехід при

 

                З формули (3.1) випливає, що товщина переходу залежить від ступеня легування областей НП (від концентрацій домішок) і від прикладеної напруги.

                Чим вища концентрація домішок областей  і , тим вужчий перехід. Для величин  та  існує закономірність

                         ,                                                              (3.2)

тобто товщини р-n-переходу в області  р і області n обернено пропорційні концентраціям домішок цих областей. Якщо  >> , тоді з (3.1) маємо

.               (3.3)

                Аналогічно при   << ,

.                (3.4)

                З формули (3.1) випливає, що збільшення прямої зовнішньої напруги  на переході  приводить до зменшення його товщини, Фізично це зумовлено тим, що при прямому ввімкненні основні носії заряду змушені рухатися в напрямку від невипрямлювальних  контактів до збідненого шару переходу, збагачуючи його. Опір переходу зменшується, сам перехід звужується             (рисунок 3.2,а).

Рисунок 3.2 –  Вплив напруги  на товщину переходу

 

                Збільшення зворотної напруги на переході  приводить до збільшення його товщини. В цьому випадку основні носії заряду зміщуються в різні сторони від р-n-переходу, і збіднений шар ще більше збіднюється на рухомі носії, його опір збільшується, а перехід розширюється (рисунок 3.2,б).