При контакте двух полупроводников с электропроводностью одного типа, но с различными значениями удельной электрической проводимости происходят процессы, аналогичные процессам в p-n-переходе, т.е. носители заряда из области с большей концентрацией диффундируют в область с меньшей концентрацией. В сильнолегированной области нарушается компенсация заряда ионизированных примесей, а в слаболегированной – создается избыток основных носителей заряда (рис. 2.12).
Такие переходы называют изотипными («изо» – одинаковый), в отличие от анизотипных p-n-переходов. В этих переходах также образуются область пространственного заряда, диффузионное электрическое поле и контактная разность потенциалов. Но в отличие от p-n-перехода в данном случае в слаболегированной области объемный заряд образуется в результате избыточной концентрации основных носителей заряда.
Переходный слой в полупроводнике между двумя областями с электропроводностью n-типа, обладающими различными значениями удельной электрической проводимости, в котором существует диффузионное электрическое поле, называют электронно-электронным переходом (n—n+-переходом). Знак «+» (плюс) в этих терминах условно означает область с более высокой удельной электрической проводимостью, т.е. с большей концентрацией соответствующей примеси.
Аналогичные процессы происходят вблизи границы раздела двух областей полупроводника с электропроводностью p-типа. Переходный слой в полупроводнике между двумя областями с электропроводностью р-типа, обладающими различными значениями удельной электрической проводимости, в котором существует диффузионное электрическое поле, называют дырочно-дырочным переходом (p—p+-переходом).
Контактная разность потенциалов на п-п+— и p—p+— переходах определяется соотношениями, аналогичными выражению (2.3):
; .
Распределение носителей заряда в п-п+-переходе (рис. 2.12, в) показывает, что в отличие от p—n-перехода в данном случае отсутствует обедненный слой – слой с меньшей концентрацией основных носителей заряда по сравнению с концентрацией носителей заряда в слаболегированной области. При приложении внешнего напряжения к структуре с п-п+-переходом практически все напряжение падает на слаболегированной (высокоомной) области. Поэтому высота потенциальною барьера на п-п+—
переходе не зависит от полярности приложенного напряжения и от его значения. Таким образом, п-п+-переход (и p—p+-переход) имеет малое сопротивление, по сравнению с сопротивлением слаболегированной области, и не обладает выпрямляющими свойствами. Переход, электрическое сопротивление которого не зависит от направления тока в заданном диапазоне значений токов, называют омическим переходом.
Другой особенностью п-п+-перехода (и p—p+-перехода) является отсутствие инжекции неосновных носителей заряда в слаболегированную область. Действительно, если внешнее напряжение приложено положительным потенциалом к n-области п-п+-перехода, что аналогично прямому включению p—n-перехода, то из п+-области в n-область вводятся электроны, которые являются основными носителями заряда.
Омические и неинжектирующие переходы широко используют в полупроводниковых приборах наряду с выпрямляющими и инжектирующими. Например, структура реального выпрямительного диода имеет вид: ме – p+ – p – n – n+ – ме.
В этой структуре из пяти переходов выпрямляющими свойствами должен обладать только центральный p—n-переход. Дополнительные сильнолегированные области p+ и n+ введены для уменьшения объемного сопротивления областей полупроводника и для получения более качественных омических контактов с металлическими электродами ме.