Page 58 - 4627

Розглянемо енергетичне положення електронів
провідності в металі і напівпровіднику щодо положення
вільних електронів у вакуумі. На рисунку 5.11, а зображені
енергетичні діаграми для ізольованих друг від друга металу і
напівпровідника п - типа, поміщених у вакуум. Для виходу
електрона з металу чи напівпровідника у вакуум йому
необхідно повідомити деяку енергію: еφм — для металу; еφп
— для напівпровідника. Припустимо, що робота виходу з
металу вище, ніж з напівпровідника. У цьому випадку при
утворенні контакту потік електронів з напівпровідника в
метал буде переважати. У результаті метал почне заряджатися
негативно, а напівпровідник — позитивно і між ними на
границі контакту установиться деяка контактна різниця
потенціалів UK. Спрямоване переміщення електронів буде
відбуватися доти, поки рівні Ферми не вирівняються (рисунок
5.11, б).
Внаслідок відходу електронів із приконтактного шару
напівпровідника цей шар збіднюється носіями заряду, і його
опір підвищується. Ширина області просторового заряду в
напівпровідниках складає одиниці мікрометра, а в металах —
менше 10-4 мкм. Тому в приконтактній області зони енергії
напівпровідника викривляються догори (рисунок 5.11, б).
Щоб перебороти виникаючий на границі контакту
потенційний бар'єр і перейти з однієї речовини в іншу,
електрон чи металу напівпровідника повинний мати енергію е
(φм - φп) понад енергію рівня Фермі. Оскільки приконтактний
шар напівпровідника, збіднений носіями заряду, перешкоджає
проходженню струму через контакт, він є замикаючим.
Очевидно, електричне поле зовнішньої напруги, що збігається
по напрямку з внутрішнім полем, у випадку замикаючого
шару збільшує ширину області просторового заряду, а
протилежно спрямоване поле зменшує її. Таким чином, при
утворенні збідненого шару контакт метал з напівпровідником
здобуває властивості, що випрямляють, а вольт - амперна
характеристика такого контакту аналогічна характеристиці
звичайного р - n переходу.

58