Mis on elektronide auk p-n ristmik
Pooljuhtide hulka kuuluvad ained, mille takistus on 10-5 kuni 102 oomi x m. Oma elektriliste omaduste poolest asuvad nad metallide ja isolaatorite vahepealsel positsioonil.
Pooljuhi takistust mõjutavad paljud tegurid: see sõltub tugevalt temperatuurist (takistus väheneb temperatuuri tõustes), sõltub valgustusest (takistus väheneb valguse mõjul) jne.
Sõltuvalt pooljuhis olevate lisandite tüübist domineerib üks juhtivustest — elektron (n-tüüpi) või auk (p-tüüp).
Iga pooljuhtseadme (diood, LED, transistor, türistor jne) põhiosa on nn. P-elektronide auk-ristmik. See saadakse, kui osal kristallist on n-tüüpi juhtivus ja teisel osal p-tüüpi juhtivus. Mõlemad piirkonnad tuleb saada ühes monoliitses kristallis, millel on sama võre.P-n-siiret ei saa saada kahe erinevat tüüpi juhtivusega kristalli mehaanilisel ühendamisel.
Peamised voolukandjad on augud p-piirkonnas ja vabad elektronid n-piirkondades — hajutatud ühest piirkonnast teise.Elektronide ja p ja n vaheliste aukude rekombinatsiooni (laengute vastastikuse neutraliseerimise) tõttu tekib voolukandjatest ammendatud pooljuhtkiht (blokeeriv kiht).
Üleliigse laengu tekitavad p-piirkonna negatiivsed ioonid ja n-piirkonna positiivsed ioonid ning kogu pooljuhi ruumala tervikuna jääb elektriliselt neutraalseks. Selle tulemusena tekib p-n ristmikul n-tasandilt p-piirkonda suunatud elektriväli, mis takistab aukude ja elektronide edasist difusiooni.
P-n-siirdes tekib elektripotentsiaalide erinevus ehk tekib nn potentsiaalbarjäär. Potentsiaalne jaotus üleminekukihis sõltub kaugusest. Potentsiaalne null on tavaliselt potentsiaal p-piirkonnas vahetult p-n-siirde lähedal, kus ruumilaeng puudub.
Saab näidata, et p-n-siirtel on alaldusomadus. Kui alalispingeallika negatiivne poolus on ühendatud p-piirkonnaga, siis potentsiaalibarjäär suureneb koos rakendatud pinge väärtusega ja põhivoolukandjad ei pääse läbi p-n-siirde. Siis pooljuht alaldi tekib väga suur takistus ja nn pöördvool on väga väike.
Kui aga kinnitame p-piirkonnale positiivse ja n-piirkonnale Cc allika negatiivse pooluse, siis potentsiaalbarjäär väheneb ja peamised voolukandjad saavad läbida p-n-siirde. Ahelas ilmuvad nn Edasivool, mis suureneb allika pinge suurenedes.
Dioodi voolu-pinge karakteristikud
Seega elektronide tee-auk on ristmik kahe pooljuhtide piirkonna vahel, millest ühel on n-tüüpi elektrijuhtivus ja teisel p-tüüpi. Elektron-augu ristmik on pooljuhtseadmete aluseks. Üleminekupiirkonnas moodustub ruumilaengukiht, mis on ammendatud mobiilsetes laengukandjates. See kiht kujutab endast potentsiaalset barjääri enamuse ja potentsiaali kaevu vähemuslaengukandjate jaoks.Elektron-auk ülemineku põhiomadus on unipolaarne juhtivus.
Laialdaselt kasutatakse tasakaalustamata voolu-pinge omadustega mittelineaarseid pooljuhtelemente AC teisendamiseks alalisvooluks... Selliseid ühesuunalise juhtivusega elemente nimetatakse alalditeks või elektriventiilideks.