Electromagnetic theory | Higher education » A PN átmenet külső feszültség nélkül, kiürített réteg, diffúziós potenciál

A PN átmenet külső feszültség nélkül, kiürített réteg, diffúziós potenciál PN átmenetek felépítése és működése: ha egy n és egy p típusú réteget rakunk egymás mellé, akkor a szennyező atomok eloszlása megváltozik. A PN átmenet a két különböző szennyezettségű anyag határán jön létre, és csak néhány µm vastagságú. A két réteg érintkezésénél a töltéshordozók koncentrációkülönbsége miatt diffúzió indul meg. A koncentráció különbség miatt a P oldalról az N oldalra megindul egy diffúziós áram vándorlás, és középen, a tértöltési zónában rekombinálódnak. Miután a töltések elvándoroltak, a helyhezkötött töltések egy E diffúziós potenciált hoznak létre. A kisebbségi töltéshordozók, pedig driftáramot hoznak létre a kiürített részbe való vándorlással. Ezután energia egyensúly alakul ki. Kiürített réteg: először a PN átmenet közvetlen közelében lévő többségi töltéshordozók

áramlanak a másik oldalra és rekombinálódnak. Ebből viszont az következik, h a PN átmenet 2 oldalán olyan réteg keletkezik, amelyből elfogytak a töltéshordozók. Ezt a réteget nevezzük kiürített rétegnek. Az elektromos erőteret létrehozó tértöltési tartomány két oldalán kialakul egy belső potenciálgát, amit U D diffúziós feszültségnek (kontaktpotenciálnak) nevezünk. Szilíciumnál U D =0,6-0,7V Germániumnál U D =0,1-0,2V P Anód N Katód Diffúziós potenciál: a tértöltés a PN átmenet mentén a p-oldalon negatív, az n-oldalon pozitív potenciált hoz létre. A 2 oldal közti teljes potenciálkülönbséget nevezzük diffúziós potenciálnak