Würde das Anschließen von p-Typ- und n-Typ-Halbleitern als Diode funktionieren?

Ein pn-Übergang ist ein Teil eines Halbleiters, der in einem Abschnitt eine n-Typ-Dotierung und in einem benachbarten Abschnitt eine p-Typ-Dotierung erhält. Wenn Sie einfach zwei Halbleiter vom p-Typ und vom n-Typ von Hand aneinander kleben, verhält es sich nicht wie eine Diode.

Der Hauptgrund dafür, dass sich ein pn-Übergang wie ein unidirektionales Gerät verhalten kann, ist sein eingebautes Potenzial. Bei der Bildung des pn-Übergangs (in einem Prozess, wie ich oben sagte) führen scharfe Gradienten der Ladungsträgerdichte über den Übergang zu einem hohen Strom von Elektronen und Löchern, und diese Ladungsträger hinterlassen ionisierte Atome, wenn sie sich kreuzen, und ein Verarmungsbereich wird gebildet. Aus diesen Ladungen resultiert ein elektrisches Feld, das ein eingebautes Potential über dem Übergang verursacht. Weitere Erläuterungen zur Funktionsweise einer Diode finden Sie in dieser Frage.

Wenn Sie einen Halbleiter vom p-Typ mit einem Halbleiter vom n-Typ in Kontakt bringen, können die oben genannten Prozesse nicht stattfinden.

NEIN! Jede Platte, wie flach sie auch sein mag, wird eine Rauhigkeit haben, die viel größer ist als der interatomare Kristallabstand, und daher wird ein kontinuierlicher Kontakt auf atomarer Ebene nicht möglich sein. Der Übergang verhält sich für die fließenden Ladungsträger wie eine Diskontinuität.

Durch Hinzufügen einer genau kleinen Menge einer fünfwertigen Verunreinigung in einem dünnen Halbleiterwafer vom p-Typ kann ein Teil des p-Si-Wafers in n-Si umgewandelt werden. Der Wafer enthält nun eine p-Region und eine n-Region und eine metallurgische Verbindung dazwischen p- und n-Bereich.

Ja, es ist im Prinzip möglich, eine Diode so herzustellen, wie Sie es beschreiben. Denn wenn Sie einen Siliziumkristall in zwei Hälften schneiden,$p$-Dope eine Hälfte und$n$- Dotieren Sie die andere Hälfte und fügen Sie dann die beiden Hälften wieder zusammen. Sie haben tatsächlich das gleiche Endergebnis wie die Herstellung der Diode durch Dotierung eines Einkristalls. Ob es in der Praxis möglich ist, steht auf einem anderen Blatt.

Wenn Sie jedoch verschiedene Halbleiter verbinden, z. B. Silizium und Galliumarsenid, bin ich mir nicht sicher, was passieren würde, da ich nicht weiß, wie sich die Bandstrukturen vergleichen lassen.

Es gibt eine Art von Diode, die als Punktkontaktdiode bezeichnet wird und durch Berühren von hergestellt wird$n$-Typ-Halbleiter durch einen Draht aus einem Metall der Gruppe III. Dies ist jedoch nicht wirklich berührend$p$Und$n$-Halbleiter, da Atome aus dem Draht in den Halbleiter diffundieren und einen kleinen Fleck bilden$p$-Halbleiter.

Eine Schottky-Diode wird durch Verbinden von Metall (im Gegensatz zu einer Kontaktdiode ist dies ein inertes Metall) mit einem Halbleiter hergestellt. Die alte Cat's Whisker-Diode, die in Kristallsätzen verwendet wird, ist von diesem Typ.

Die praktische Antwort auf das, was Sie vorschlagen, ist, dass es nicht als Diode fungieren würde. Dies ist hauptsächlich auf Kontamination und Unregelmäßigkeit des Kontaktoberflächenbereichs zurückzuführen. Wenn Sie jedoch die Kontaktfläche sauber und vollkommen flach machen und die Teile auf eine geeignete Temperatur erwärmen können ( alles im Vakuum ), ist dies möglicherweise möglich.
Denken Sie daran, dass die Verwendung der "Standard" -Methode zur Herstellung von Dioden viel billiger wäre als die Verwendung dieser alternativen Methode.