Вольт-амперная характеристика p-n-перехода
Зависимость тока через р-n-переход от приложенного к нему напряжения
называют вольт-амперной характеристикой р-n-перехода. На основании (1.10) и (1.13) она описывается уравнением
. (1.14)
Если р-n-переход включен в прямом направлении, напряжение берут со знаком плюс, если в обратном – со знаком минус. При комнатной температуре
эВ, поэтому, согласно уравнению (1.14), можно сделать следующие выводы. Если прямое напряжение
В, можно считать, что
, т.е. прямой ток растет с повышением напряжения экспоненциально. Если обратное напряжение
В (или по абсолютному значению больше), то можно считать, что
. Таким образом, обратный ток равен тепловому току, который от напряжения не зависит, поэтому рост тока при значительном повышении напряжения (до опреде-ленного предела) почти прекращается, наступает как бы его насыщение. Отсюда тепловой ток
называют также током насыщения.
Вольт-амперная характеристика р-n-перехода показана на рис. 1.16, а. Обратный ток обычно на несколько порядков меньше прямого. Поэтому р-n-переход обладает свойством односторонней проводимости. При повышении температуры прямой ток через р-n-переход увеличивается. Но так как он зависит от концентрации основных носителей заряда, которая растет незначительно, это увеличение незначительно (рис. 1.16, б), а обратный ток на повышение температуры влияет существенно, поскольку он зависит от концентрации неосновных носителей заряда, которая при повышении температуры экспоненциально возрастает.

Рис. 1.16. Вольт-амперная характеристика p-n-перехода
При прямом смещении потенциальный барьер понижается и через него перемещаются основные носители заряда в смежную область, где они являются неосновными. Это явление называется инжекцией (впрыскиванием). Область, из которой инжектируются носители заряда, называется эмиттером, а область, в которую они инжектируются и где они являются неосновными – базой.
В полупроводниковых приборах концентрации примесей в разных областях кристалла разные, а следовательно, отличаются и концентрации основных носителей заряда. Различают низкоомную и высокоомную области. В этом случае преобладает инжекция из низкоомной области, и эту область называют эмиттером, а высокоомную – базой.
Под действием поля р-n-перехода неосновные для данной области носители заряда перемещаются через р-n-переход в соседнюю область. Процесс выведения неосновных носителей заряда через переход под воздействием поля этого перехода при подключении р-n-перехода к источнику внешнего напряжения называется экстракцией (извлечением).