На рисунке приведена Вольт-амперная характеристика реального p-n-перехода здесь же пунктиром показана характеристика идеального p-n перехода.
При прямом напряжении на PN переходе (область 1) отклонения реальной характеристики от идеальной связано с конечным (не нулевым) сопротивлением слаболегированной области базы. при обратном напряжении обратный ток реального перехода оказывается больше чем ток идеального перехода, и, кроме того, величина обратного тока зависит от обратного напряжения (область 2). При обратном напряжении обратный ток реального перехода оказывается больше чем ток идеального перехода, кроме того величина обратного перетока зависит от обратного напряжения (область 3). при достаточно больших обратных напряжениях в p-n переходе может произойти пробой. Пробоем называется неограниченное увеличение тока при постоянном или даже уменьшающейся напряжении на PN переходе
Чтобы вывести зависимость величины тока через p-n-переход от внешнего смягчающего напряжения, мы должны рассмотреть отдельно электронные и дырочные токи. В дальнейшем будем обозначать символом J плотность тока частиц, а символом j - плотность электрического тока.
При напряжении равном нулю плотность потока частиц J заглавная и плотность электрического тока j к так же обращаются в нуль. Это означает не отсутствие движения отдельных носителей через переход, а то что в обоих направлениях движутся равное количество электронов или дырок. При напряжении не равном нулю баланс нарушается.
В качестве примера рассмотрим дырочный ток через объединённый слой, включающий в себя следующие компоненты:
- Ток генерации, то есть дырочный ток, текущий из n-области p-область перехода. Как видно из названия, этот ток обусловлен дырками, генерируемые непосредственно в n- области обедненного слоя при тепловом возбуждение электронов с уровней валентной зоны. Несмотря на то что концентрация таких дырок (неосновных носителей) в n-области чрезвычайно мала по сравнению с концентрацией электронов (основных носителей), они играют важную роль в переносе тока через переход. Это происходит потому что что каждая дырка, попадающие в обедненный слой, тут же перебрасывается в p-область под действием сильного электрического поля, которое имеется внутри слоя. В результате величина возникающего тока генерации не зависит от значения изменения потенциала в объединённом слое, поскольку любая дырка, оказывающаяся в слове, перебрасывается из n-области в р-область.
- Ток рекомбинации, то есть дырочный ток, текущий из р-области в n-область. Электрическое поле в обедненном слое препятствует этому току, и только дырки которые попадают на границу обедненного слоя, имея достаточную кинетическую энергию, чтобы преодолеть потенциальный барьер, вносят вклад в ток рекомбинации.
В отличие от тока генерации, ток рекомбинации чрезвычайно чувствителен к величине приложенного напряжения. Мы можем сравнить величины этих двух токов, заметив, что при напряжении равном нулю суммарный ток через переход отсутствуют.полный дырочный ток текущий из п области в.н. область представляет собой разность между токами рекомбинации и генерации.