«Н»: И эти различные области взаимодействуют между собой?

«С»: И еще как! Во-первых, отрицательно ионизированные акцепторы оттолкнут от р-n– перехода свободные электроны области n (см. рис. 11.2)!

«А»: По этой же причине ионизированные доноры будут противодействовать дыркам области р приближаться к р-n– переходу! Ведь одноименные заряды отталкиваются!

«С»: Но, кроме того, доноры n-области притягивают к р-n– переходу электроны из области р, в результате чего в районе самого р-n– перехода избытка дырок отнюдь не наблюдается. Можно сказать и иначе — дырки области р уходят от р-n– перехода!

«А»: Иными словами, в прилегающем к р-n– переходу объеме области р все акцепторы будут заполнены, то есть ионизированы отрицательно. Точно так же в области n все доноры вблизи перехода потеряют по электрону. И станут положительно заряженными ионами.

«С»: В то же время свободные носители электрического заряда (электроны и дырки) в районе перехода ОТСУТСТВУЮТ! Следовательно, р-n– переход превращается в некий БАРЬЕР между двумя областями, из которых одна имеет положительный, а другая — отрицательный потенциал.

Иначе говоря, образуется ПОТЕНЦИАЛЬНЫЙ БАРЬЕР! И при всем при том кристалл, в целом, все равно остается электронейтральным.

«А»: А значит, подавая на подобный р-n– переход внешнее напряжение мы получим (в зависимости от полярности) два совершенно различных случая.

«Н»: Почему различных?

«А»: А ты подумай! Порассуждай, Незнайкин! Это полезное занятие!

«Н»: Ну, если ты так просишь!.. Пусть положительный полюс источника напряжения соединен с областью р, а отрицательный — с n. Тогда в области n свободные электроны полупроводника будут отталкиваться в сторону перехода электронами, поступающими от источника напряжения. Они пересекут р-n– переход и начнут заполнять дырки, которые положительный потенциал источника подогнал к этому переходу…

«С»: Можем сказать, что положительный полюс источника будет притягивать к себе электрон всякий раз, когда другой электрон преодолеет переход, проникнув из области n в область р.

Электрон, притянутый источником, создает дырку. Которая заполнится тем электроном, который будет ближе к переходу. На его месте, в свою очередь, возникнет новая дырка. Она будет перемещаться в сторону перехода, пока не будет заполнена там новым электроном, проникшем из области n.

Таким образом, через р-n– переход БУДЕТ ТЕЧЬ ТОК!

«Н»: Ну, а если приложить напряжение другой полярности?

«А»: В этом случае электроны отрицательного полюса источника напряжения притянут дырки области р еще ближе к периферийной области кристалла полупроводника. А к противоположному концу кристалла положи тельный полюс источника притянет свободные электроны. При этом ни электроны, ни дырки не будут пересекать р-n– переход. Величина потенциального барьера возрастет. НИКАКОГО ТОКА НЕ БУДЕТ!

«С»: Почти верно! Очень малый ОБРАТНЫЙ ТОК проходить будет. Его причина кроется в том, что исходный германий (или кремний) имели остаточные, неконтролируемые примеси. Вот их-то электроны и «повинны» в наличии обратных токов.

«Н»: Вот мы и получили детектор! А большие токи через р-n– переходы можно пропускать?

«С»: Ну конечно! Кстати, р-n– переход называют полупроводниковым ДИОДОМ. Они бывают германиевые, кремниевые и из иных полупроводниковых материалов.

«Н»: Каких это иных? Разве есть еще и другие полупроводники, кроме германия и кремния?

«С»: Да. И довольно много! Но уже не в виде отдельных химических элементов, а в виде многоэлементных сложных структур. Но мы их вниманием тоже не обойдем, не беспокойся!

«Н»: Я понял так, что диоды могут и детектировать слабые сигналы, и выпрямлять огромные токи.

«С»: Это настолько же верно, насколько и неполно!

«Н»: В каком смысле?