ГДЗ по физике, 10 класс, Мякишев, номер p391.2: Полупроводниковый диод. Транзистор

План решения:

Для ответа на вопрос необходимо проанализировать тип проводимости p- и n-областей полупроводника, а также определить режим работы p-n перехода при заданном подключении источника тока. Вспомним, что в полупроводниках типа n основными носителями являются электроны, а в полупроводниках типа p — дырки. Также нужно установить, является ли подключение прямым или обратным.

Вычисление и анализ:

1. Определим полярность подключения. Отрицательный полюс источника тока подключен к p-области . Следовательно, положительный полюс подключен к n-области .

2. Такое подключение соответствует прямому смещению p-n перехода. При прямом смещении внешний электрическое поле направлено против внутреннего поля обеднённого слоя, что приводит к уменьшению ширины этого слоя и облегчению прохождения основных носителей заряда через переход.

3. Рассмотрим токи в областях:

• В n-области основными носителями заряда являются электроны . Под действием внешнего поля (положительный полюс притягивает электроны) они движутся к границе раздела с p-областью и пересекают её. Таким образом, основной ток в n-области обеспечивается электронами.
• В p-области основными носителями заряда являются дырки . Отрицательный полюс источника отталкивает дырки (так как они имеют положительный эффективный заряд) в сторону границы раздела с n-областью. Дырки пересекают переход. Таким образом, основной ток в p-области обеспечивается дырками.

Проверка:

При прямом включении диода ток создается преимущественно за счет диффузии основных носителей заряда из каждой области в другую. Электроны из n-зоны переходят в p-зону, а дырки из p-зоны переходят в n-зону. Внутри самих областей (до момента рекомбинации у перехода или после выхода из него) перенос заряда осуществляется именно этими основными носителями. Ответ согласуется с теорией работы идеального диода в режиме прямой проводимости.