P-n átmenet

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

A szócikk címe technikai okok miatt pontatlan. A helyes cím: p-n átmenet.

A p-n átmenet egy N-típusú félvezető és egy P-típusú félvezető találkozásánál alakul ki.


N-típus esetén a félvezető anyagát a gyártás során elektrontöbblettel rendelkező anyaggal szennyezik, ezért ott negatív töltésűvé válik (ezért hívjuk n-típusúnak).

P-típus esetén a félvezetőt elektronhiánnyal rendelkező anyaggal szennyezik, így 'lyukak' alakulnak ki az anyag szerkezetében, melyek pozitív töltésnek tekinthetők.


Legtöbbször ezt egy félvezető kristály különböző részeinek eltérő szennyezésével (akceptor vagy donor atomok) érik el. Ez az átmenet a két réteg határán alakul ki, és olyan érdekes tulajdonságokkal rendelkezik amelyek elektronikai alkalmazásokban hasznosak. Egy P vagy N-típusú félvezetőnek aránylag jó a vezetőképessége, azonban az átmeneti réteg nem vezet. Ezt a nem vezető rétget kiürülési tartománynak nevezik. Ez azért jön létre mert a két réteg töltéshordozói (N-típusnál az elektronok, P-típusnál a lyukak) kölcsönhatásba léphetnek egymással és rekombinálódnak. Az elektron és a lyuk (elektronhiány) találkozásakor ilyen egyszerű esetben az elektron betölti a lyukat és mindkettő megszűnik. Ezen nem vezető réteg segítségével érdekes elektronikai alkalmazásokat lehet megvalósítani. Az alkalmazások megértéséhez még két fogalmat szükséges érteni: nyitó irányú előfeszítés, záró irányú előfeszítés

[szerkesztés] Nyitó irányú előfeszítés

Azt nevezzük nyitó irányú előfeszítésnek, amikor a P-típusú részre pozitív, az N-típusú részre pedig negatív feszültséget kapcsolunk.

Így a P-típusú rétegben lévő lyukak és az N-típusú rétegben lévő elektronok a réteg felé mozdulnak a taszító erő miatt, csökkentve ezzel a kiürülési tartomány vastagságát és csökkentve a potenciálgátat ami a kiürülési tartomány miatt jött létre. Az elöfeszítést növelve (a feszültséget növelve) a kiürülési tartomány olyan vékonnyá válhat, hogy a töltéshordozók át tudnak menni rajta és így az összeállítás ellenálása nagyon lecsökken, megindul a töltésáramlás. (Ha az elektron átjut a kiürülési tartományon a P-típusú rétegbe, akkor ott nem rekombinálódik, hanem eljut a feszültségforrásig)

[szerkesztés] Záró irányú előfeszítés

Záró irányú előfeszítésről akkor beszélünk, ha a P-típusú részre negatív, az N-típusú részre pedig pozitív feszültséget kapcsolunk.

Ilyenkor a P-típusú tartomány töltéshordozói (lyukak) távolodnak a kiürülési rétegtől, hisz a negatív pólus vonzza őket, és hasonlóan távolodnak a kiürülési rétegtől az N-típusú tartomány töltéshordozói (elektronok) is. Így megnövekszik a kiürülési tartomány vastagsága (nyilvánvaló, hogy a záróirányú feszültség nagyságától függően változik a kiürülési réteg vastagsága), illetve nő az átmenetnél fellépő potenciálgát, így jelentősen nő az összeállítás elektromos ellenállása. Ha az előfeszítés elér egy kritikus értéket a p-n átmenet megszűnik (ezt a jelenséget letörésnek nevezik) és megindul a töltések áramlása.

[szerkesztés] Lásd még