Oosthoek Encyclopedie

Oosthoek's Uitgevers Mij. N.V (1916-1925)

Gepubliceerd op 13-12-2021

p-n-overgang

betekenis & definitie

v. (-en), grenslaag tussen een p-gebied en een n-gebied bij een halfgeleider.

Omdat de concentratie van elektronen veel groter is in het n-gebied dan in het p-gebied, zullen er elektronen uit het n-gebied (donor) diffunderen naar het p-gebied (acceptor), terwijl er ‘elektrongaten’ in de omgekeerde richting diffunderen. Op het grensvlak ontstaat een elektrische dubbellaag, waarin de weerstand zeer hoog is, en waarin een sterk elektrisch veld heerst (104–105V/cm). Het n-gebied heeft een positieve spanning ten opzichte van het p-gebied gekregen. Hierdoor worden elektronen uit het p-gebied ‘teruggezogen’ naar het n-gebied, waardoor de diffusiestroom wordt tegengewerkt. Een (dynamisch) evenwicht wordt bereikt wanneer de netto elektronenstroom juist nul is. De fermi-niveaus zijn dan aan beide zijden van de overgang gelijk.

Een p–n-overgang vertoont een gelijkrichtende werking: bij een aangelegde spanning in de voorwaartse richting (p-gebied positief en n-gebied negatief) kunnen vele gaten uit het p-gebied en elektronen uit het n-gebied het grensvlak passeren, m.a.w. er kan een grote stroom gaan lopen; een aangelegde spanning in de keerrichting leidt tot een veel kleinere stroom (blokkerend contact) omdat er slechts weinig gaten in het n-gebied zijn en weinig elektronen in het p-gebied. Door een voorwaartse spanning worden gaten geïnjecteerd in het n-gebied en elektronen in het p-gebied. Van deze mogelijkheid van injectie van minderheidsladingdragers wordt gebruik gemaakt in transistoren.