基盤技術 の Pn接合に関する解説。

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Pn接合

読み方、または別称:ぴーえぬせつごう

pn接合とは、半導体のp型とn型の接している部分のことを言う。半導体のp型とn型が接することによって伝導電子と正孔が結びつき拡散電流が発生する。また、内蔵電場の発生によりドリフト電流も発生する。空乏層においてn型とp型で電子のバランスによりそれぞれ、n型は正に帯電して、p型は負に帯電する。結果として、電気二重層ができ上がる。電気二重層ができた事により内蔵電場が発生する。内蔵電場の発生によってできる静電ポテンシャルの差のことを拡散電位と呼ぶ。
pn接合において順方向に電圧を加えると内蔵する電位が減少して拡散電流が発生する。n型とp型の電子と正孔が接続付近で再結合する。その再結合の時には光と熱を発生する。それを利用したのが発光ダイオードや半導体レーザーである。逆方向に電圧を加えるといったんは電流がとまるがそれでも電圧を加え続けると大量の電流が流れる。この現象をなだれ降伏といい、そのとき加えていた電圧のことを降伏電圧という。
pn接合を利用した半導体が利用されている例として前述したほか、フォトダイオードや太陽電池、トランジスタなどにも応用されている。

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