Зворотне включення  переходу

При прикладенні до  переходу зворотної напруги (рис. 1.11) створюється електричне поле, яке збільшує результуюче поле переходу:

.

Потенціальний бар’єр переходу збільшується до вели­чини (рис. 1.11 в, г). Це приводить до зменшення дифузійного струму через перехід при незмінному дрейфовому. Термодинамічна рівновага в цьому випадку порушується на користь дрейфової складової:

.

Тому через перехід і в зовнішньому колі буде протікати малий (порівняно з прямим струмом) струм неосновних носіїв. Оскільки процеси екстракції в цьому режимі, викликаючи дрейф неосновних носіїв, переважають над процесами дифузії, то біля меж  переходу відбу­вається зниження концентрації неосновних носіїв до певних значень та(рис. 1.11 б). Ця концентрація збільшу­ється в міру віддалення від переходу згідно із законами:

, (1.23)

. (1.24)

Рисунок 1.11 – Зворотне включення р-nпереходу

1.2.4 Теоретична вольт-амперна характеристика

p-nпереходу

Вольт-амперна характеристика (ВАХ)  переходу – це залежність струму в зовнішньому колі переходу від величини і полярності напруги, що прикладена до останнього. Цю залежність одержують експериментально або будують за рівнянням ВАХ.

Одержимо рівняння ВАХ  переходу. При прямому включенні переходу через нього тече прямий дифузійний струм. Густину цього струму можна знайти, підставивши вирази для концентрацій (1.21) і (1.22) у загальні вирази (1.11) та (1.11). Діркова та електронна складові густин дифузійного прямого струму мають вигляд:

, (1.25)

. (1.26)

Густина повного прямого струму через  перехід (при ) дорівнює

. (1.27)

При зворотному включенні переходу струм неосновних носіїв також можна розглядати як наслідок градієнта концентрації неосновних носіїв, що створюється екстракцією (рис. 1.11 б). Тоді при підстановці величин (1.23) і (1.24) в загальні вирази (1.11) і (1.11) можна одержати вираз для густини зворотного струму

. (1.28)

Об’єднавши вирази (1.27) та (1.28), одержимо загальний вираз для густини струму через  перехід

, (1.29)

де – прикладена до переходу напруга;

густина струму насичення.

Якщо П – площа переходу, то шукане рівняння теоретичної ВАХ має вигляд

. (1.30)

У цьому рівнянні при прямому включенні  переходу, – при зворотному,– струм насичення.

Теоретична ВАХ переходу за формулою (1.30) подана на рис. 1.12. При збільшенні зворотної напруги струм через перехід прямує до граничного значення, якого досягне приВ.

Вважаючи, що всі атоми домішок іонізовані,

, і,,

а також враховуючи формулу (1.1), одержимо для струму насичення

. (1.31)

Рисунок 1.12 – Теоретична ВАХ p-nпереходу

З формули (1.31) видно, що чим більші ширина ЗЗ і концентрація домішок донорів і акцепторів, тим менший струм насичення. Цей струм із зростанням температури зростає.

1.2.5 Параметри  переходу

До параметрів  переходу належать його товщина та ємності.