Номер 12, страница 151 - гдз по физике 10 класс учебник Казахбаева, Кронгарт

12. Что такое электронно-дырочный переход?

12. Что такое электронно-дырочный переход?

Электронно-дырочный переход (или p-n-переход) — это область на границе двух полупроводников с разными типами проводимости: p-типа (дырочной) и n-типа (электронной), созданная в едином кристалле полупроводника.

Для создания p-n-перехода в монокристалл полупроводника (например, кремния) с одной стороны вводят донорную примесь (например, фосфор), создавая область n-типа с избытком свободных электронов, а с другой — акцепторную примесь (например, бор), создавая область p-типа с избытком "дырок" (вакантных мест для электронов).

При контакте этих двух областей происходят два ключевых процесса:

1. Диффузия: Из-за разности концентраций основные носители заряда начинают перемещаться через границу. Электроны из n-области диффундируют в p-область, где рекомбинируют (соединяются) с дырками. Аналогично, дырки из p-области диффундируют в n-область и рекомбинируют с электронами.

2. Образование обедненного слоя: В результате рекомбинации вблизи границы раздела исчезают свободные носители заряда. В n-области остаются неподвижные положительно заряженные ионы донорной примеси, а в p-области — неподвижные отрицательно заряженные ионы акцепторной примеси. Эта область, лишенная свободных носителей, называется обедненным слоем или запирающим слоем.

Внутри обедненного слоя возникает внутреннее электрическое поле, направленное от положительно заряженных ионов n-области к отрицательно заряженным ионам p-области. Это поле создает потенциальный барьер, который препятствует дальнейшей диффузии основных носителей заряда. Таким образом, в системе устанавливается равновесие.

Ответ: Электронно-дырочный переход — это область внутри кристалла полупроводника, на границе которой соприкасаются области с электронной (n-тип) и дырочной (p-тип) проводимостью. В этой области возникает внутреннее электрическое поле и потенциальный барьер из-за диффузии и рекомбинации носителей заряда.