Основы физики твердого тела: Учебное пособие (содержит конспект лекций и практическую часть), страница 23

Если к p-n переходу подключить внешнее напряжение такого направления, чтобы плюс источника тока был подключён к p-области, а минус к n-области (прямое подключение), то это приведёт к возрастанию потенциала в p-области и понижению потенциала в n-области (рис. 5.10 б). В результате высота потенциального барьера уменьшится и ток основных носителей I_осн возрастёт. Ток неосновных носителей I_неосн останется практически без изменения (он, как отмечалось, от высоты потенциального барьера не зависит). Следовательно, результирующий ток будет отличен от нуля, причём его величина пропорциональна приложенному напряжению. Таким образом, в направлении от p-области к n-области р-n-переход пропускает ток. Такое включение  р-n-перехода называется прямым.

Соответсвенно в обратном направлении p-n-переход обладает гораздо большим сопротивлением, чем в прямом, так как в этом случае приложенное поле “оттягивает” основные носители от границы между областями, что приводит к возрастанию ширины переходного слоя, обеднённого носителями тока (рис. 5.10 в).

Вольтамперная характеристика p-n-перехода показана на рис. 5.11. Возникающее в кристалле при прямом направлении внешнего напряжения поле “поджимает” основные носители к границе между областями, вследствии чего ширина переходного слоя уменьшается. Соответственно уменьшается и сопротивление перехода, причём, тем сильнее, чем больше напряжение. Поэтому вольтамперная характеристика в пропускной области не является прямой. В обратном направлении результирующий ток быстро достигает насыщения и становится равным I_неосн. Каждый p-n переход характеризуется своим предельным значением обратного напряжения, которое он способен выдержать без разрушения.

     I                                                                          U

                                 ток                                                                                t

                                     основных

ток                          носителей                                                   переменный ток

неосновных                                                 ,,p-n”                                       U

носителей                                                                           

                                             U                                                                                                       выпрямленный ток                                                                                                   t

                      Рис. 5.11                                                                           Рис. 5.12

Неодинаковость сопротивления в прямом и обратном направлениях говорит об односторонней проводимости р-n-перехода и позволяет использовать его для выпрямления переменного тока, как и обычный ламповый диод  (рис. 5.12).

5.4. Транзистор

Приборы, включающие в себя два p-n перехода получили название транзисторов. Они работают как полупроводниковые триоды, усиливая величину амплитуды переменного тока, подаваемого на них. Роль сетки триода играет база, на которую может подаваться небольшой положительный потенциал. Катод (коллектор) поставляет электроны, летящие на анод (эмиттер) через область базы (рис. 5.13).

                                                    p        n        p

                                  К                                                   Э

                                                               Б       

                                                      Рис.5.13

В зависимости от порядка, в котором чередуются области с разными типами проводимости, различают n-p-n  и p-n-p транзистры. Структура и условные изображения этих транзисторов приведены на рис. 5.14.

Э                                               К                 Э                                                        К