p-n Переход (электронно-дырочный переход)

[Lander]

Но ведь даже в таком вырожденном от температуры полупрводнике, концентрация электронов будет распределена не равномерно, то есть в N-область очень много, в P-области относительно много и все равно тогда из за разницы концентрации должна возникнуть диффузия электронов из N-области где очень много электронов в P-область где их меньше и опять должен возникнуть PN-Переход ?

[Vendein_RaZoR]

При высокой температуре вообще-то рушится и кристаллическая решетка , получится своего рода жидкость - твердое вещество , энергетические уровни будут уже иметь совсем другую форму в дальнейшем

[Kotische]

А если взять диод, без напряжения на нем и просто начать нагревать его к примеру до + 200 по цельсию.

Зависит от типа полупроводника.
в германии, появится дофига собственных носителей, электронно дырочных пар.
но поскольку количество атомов доноров/акцепторов не изменится то перекос в сторону легирования станет меньше.
для кремния 200*С - не такая уж большая температура, собственных носителей ни ней ещё достаточно мало, pn-переход от этого значительно не пострадвет, лишь возрастет немного диффузионный ток, что потребует пропорционального возрастания тока дрейфа, следовательно высота барьера слегка увеличится.
полупроводники с широкой зоной (такие как арсенид галлия и карбид кремния) возрастания температуры до 200* вообще не заметят! Единстренная проблема - могут отпаяться от кристалла металлические проводники.

Начнуть появляться все в больших кол-ах неосновные носители заряда. А с PN-переходом, что нибудь произойдет в этом случае ?

Не неосновные, а собственные!
Хотя количество неосновных конечно же возрастет. Следовательно возрастет обратный ток через переход, что попытается уменьшить его ширину.

[Lander]

При прямом включении диода, электроны из минуса батарейки устремляються, в N-область, там "толкают" электроны N-области, при напряжении большем, чем напряжения PN-перехода, электроны "разрушают" PN-переход, то есть заполняя положительную часть PN-перехода электронами и далее они должны пойти в P-область.

А вот как и что происходит, когда электроны N-области под действием внешнего поля переходят в P-область ?

1)Электроны начнут заполнять все "дырки" P-области ?

2)А как они будут перемещаться через P-область к плюсу батари ? Тунелированием ? Но все дырки уже будут заполнены электронами.

(?)

[Kotische]

При прямом включении диода, электроны из минуса батарейки устремляються, в N-область, там "толкают" электроны N-области, при напряжении большем, чем напряжения PN-перехода, электроны "разрушают" PN-переход, то есть заполняя положительную часть PN-перехода электронами и далее они должны пойти в P-область.

Ничего они там не разрушают! Внешнее поле уменьшает толщину перехода. Начинает течь ток.
Но переход как был так и остался, р-область на своем месте, n-область тоже на своем месте, барьерный потенциал никуда не делся, даже увеличился.
Что за фигня про исчезающий переход.

А вот как и что происходит, когда электроны N-области под действием внешнего поля переходят в P-область ?

1)Электроны начнут заполнять все "дырки" P-области ?

2)А как они будут перемещаться через P-область к плюсу батари ? Тунелированием ? Но все дырки уже будут заполнены электронами.(?)

1) Да, это процесс называется рекомбинацией.
2) Вообщето, р-полупроводник в равновесном состоянии имеет ассиметричное количество электоронв и дырок.
Дырок больше на количество атомов-акцепторов, и заряд этих дырок уравновешен количеством ионов акцепторов.
Если ты инжектируешь в р-область лишние дырки, они создадут здесь нескомпенсированных объемный заряд, от которого будут разбегаться дырки по соседству освобождая места.

[Lander]

1)Если PN-переход сужается, но не исчезает, то все равно в N-области остаеться положительный обьемный заряд без подвижных носителей, как же все таки тогда электроны проходят этот барьер ?


2)Ну а как все таки электроны будут передвигаться в P-области, в зоне проводимости или тунелированием не выходя из валентной зоны ?

[Kotische]

1)Если PN-переход сужается, но не исчезает, то все равно в N-области остаеться положительный обьемный заряд без подвижных носителей, как же все таки тогда электроны проходят этот барьер ?

Да чтож за наказание такое?!!!
Электроны и дырки всегда движутся через барьер за счет теплового движения, даже когда внешнего поля совсем нет!
И токи эти ОГРОМНЫЕ!!! Просто токи диффузионный и дрейфа друг друга компенсируют.
Когда внешнее поле появляется, оно СЛЕГКА смещает равновесие в сторону, дает небольшую добавку к прямому току.

2)Ну а как все таки электроны будут передвигаться в P-области, в зоне проводимости или тунелированием не выходя из валентной зоны ?

Блин, скока ещё раз повторять?! В р-области носителями заряда являются ДЫРКИ!
Неосновные носители тоже есть в небольшом количестве, но при рассмотрении прямого-смещенного перехода их в рассчёт не принимают вообще, как будто их нет!

При традиционном описании pn-перехода электроны движутся от минуса к плюсу, а дырки движутся от плюса к минусу.
На границе перехода они друг с другом рекомбинируют, выделяя тепло и свет. Никакое движение неосновных носителей по кристаллу не рассматривается, и не надо вообще лезть в эти дебри!

Разбирайся ОТДЕЛЬНО с движением носителей в куске полупроводника, и не приплетай pn-переход туда куда этого приплетать не надо!

[Lander]

При традиционном описании pn-перехода электроны движутся от минуса к плюсу...

Ну вот я и хотел понять, как электроны при прямом включении движкться от минуса к плюсу. Потому как электроны при движении от минуса к плюсу встретят P-область.

[Kotische]

Ну вот я и хотел понять, как электроны при прямом включении движкться от минуса к плюсу. Потому как электроны при движении от минуса к плюсу встретят P-область.

Модель движения свободных электронов от минуса к плюсу используется для описания их движения ТОЛЬКО в пределах n-области.
В р-области модель движения электрона НЕ ПРИМЕНЯЮТ!
А применяют модель движения дырки, у которой с движением по р-области никаких проблем не возникает.

[Lander]

Я понимаю, что приняли такую модель для удобства описания, но все таки, все таки электроны N-области реально входят в P-область и все таки хотелосб бы понять, ак они там начинают двигаться .

[Kotische]

Они там НЕПРОДОЛЖИТЕЛЬНОЕ время двигаются как неосновные носители, т.е. как электроны,
затем рекомбинируют с ближайшей дыркой (ионом полупроводника), и просле этого перестают двигаться в качестве свободных электронов, а сидят на валентной связи и ждут своего часа, т.е. ждут пока слева окажется свободное место (подползет дырка), тогда электрон с одной валентной связи перепрыгивает на другую (свободную), при этом свободное место появляется на том месте откуда электрон ушел, а в том месте куда он пришел, вместо дырки стал нейтральный атом. Издалека это выглядит как будто дырка переместилась вправа, ходя на самом деле это электроны перемещаются влево.

Но ещё раз повторяю, такой моделью НЕ ПОЛЬЗУЮТСЯ при рассмотрении перехода, т.к. эта модель не наглядна!

[Litu]

Как происходит движение электронов и дырок если подключить источник питания (на n кристалл "-")( на p кристалл "+")?тоесть хотелось бы узнать от куда в n кристале беруться дырки (если я правильно понимаю то положительный ион становится дыркой когда от него отрывается свободный электрон ?)

[yaotzin]

Как происходит движение электронов и дырок если подключить источник питания (на n кристалл "-")( на p кристалл "+")?тоесть хотелось бы узнать от куда в n кристале беруться дырки (если я правильно понимаю то положительный ион становится дыркой когда от него отрывается свободный электрон ?)

читай всю тему! давно не вспоминал - но насколько помню в N электроны по дыркам не ходят.

[Litu]

вы говорите что в n кристалле дырок нет ,тогда вопрос почему в любой книге по описанию работы n-p перехода говорится о том что при включении p-n перехода в электрическую цепь (в прямом включении) дырки с р области проникают в n область?я вот хотел бы это узнать

[Kotische]

Дырки заходят из р-области в n-область, но то что ты понарисовал тебя к пониманию нисколько не приблизит.
Для начала разберись с куском чистого собственного полупроводника, что и как там происходит, и только потом переходи к СЛАБО легированным полупроводникам, а уж только после этого к барьерам (рn-переходам).
Объяснять что либо по нарисованной тобой картинке абсолютно бессмысленно, реальность от неё чрезвычайно далека.
Правильно тебе сказали вдумчиво прочти тему с самого начала, тогда может быть будет толк.

[Litu]

чем вам не понравился мой рисунок?я вам задал вопрос как дырки переходят с р области в n область Икак раз по этому рисунку можно было обьяснить ,что основные носители заряда электроны переходя с n области в p область
оставляют после себя дырки в n области

[Gudd-Head]

электроны переходя с n области в p область оставляют после себя дырки в n области

Они не оставляют после себя дырки.

[Litu]

ну ладно пусть не дырки а свободное место которое займёт второй электрон когда первый перейдёт в p область (просто мне так удобней)а что значит по вашему?
опишите?????????77
что за привычка у вас ?когда пишите что ответ не правельный ,то почему бы сразу не написать правельный ответ ?зачем лишний раз вам писать и спрашивать чтоб вы ответили правельно?

[Gudd-Head]

а что значит по вашему?

Что там не образуется положительного заряда (дырки), с которой может рекомбинировать электрон, а просто пустое место на которое можно переместиться.

[madtux2]

дырка это виртуальная частица. Физическое воплощение отсутствует. термоэлектронная эмиссия выдает электроны. а не дырки. Но всем улдобно считать в Р области дырками.
Хотя дырки перемещаются за счет того что электрическое поле внешнее усиливает положительный заряд дырявого атома( точнее возрастает градиент поля, в приближении сила притяжения) и это вырывает электрон с соседнего атома, а дальше в цикле.
Точно так и с барьером. Ширина его тоже виртуальная, в диоде атомы с места не двигаются.
меняется градиет поля. Тоесть эл. поле либо растаскивает основные носители от перехода
либо либо наоборот подталкивает.
В физическом смысле поле, в зависимости от направления или оттаскивает электроны от
Р области или нагоняет их туда.
Если понять что с точки зрения физики никакие дырки никуда не движутся, а движутся только электроны многие физ. эффекты в полупроводниках удивления не вызывают