Tiếp giáp bán dẫn P – N là bộ phận cơ bản trong cấu tạo của một điôt. Ở nhiệt độ môi trường, các điện tử tự do trong lớp bán dẫn N khi khuếch
tán sang lớp bán dẫn P sẽ bị trung hòa bởi các E
vùng nghèo điện tích
ion dương ở đây. Do các điện tích trong vùng tiếp giáp tự trung hòa lẫn nhau nên vùng này trở nên nghèo
P N
Trường Đại học sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp
điện tích, hay là vùng có điện trở lớn. Uj
Tuy nhiên vùng nghèo điện tích này Hình 2.6: Sự tạo thành điện
thế
chỉ mở rộng ra đến một độ dày nhất rào cản trong tiếp giáp P – N
định vì ở bên vùng N khi các điện tử di chuyển đi sẽ để lại các ion dương, còn bên vùng P khi các điện tử di chuyển đến sẽ nhập vào lớp các điện tử hóa trị ngoài cùng, tạo nên các ion âm. Các ion này nằm trong cấu trúc tinh thể của mạng tinh thể silic nên không thể di chuyển được. Kết quả tạo thành như một tụ điện với các điện tích âm ở phía lớp P và các điện tích dương phía lớp N. Các điện tích của tụ điện này tạo nên một điện trường E có hướng từ vùng N sang vùng P, ngăn cản sự khuếch tán tiếp tục các điện tử từ vùng N sang vùng P. Điện trường E cũng tạo nên điện thế rào cản Uj với giá trị không đổi ở một nhiệt độ nhất định, khoảng 0,65 V đối với tiếp giáp P – N trên tinh thể silic ở
nhiệt độ 250
C (hình 2.6).
_ _
u u
Vùng nghèo điện tích Vùng trở nên có độ dẫn
vì các điện tích không cơ bản
thâm nhập
a) b)
Hình 2.7. Sự phân cực của điôt