ทางแยก p–n

อะตอมซิลิกอนของภาพ (Si) ขยายประมาณ 45,000,000x

ชุมทาง p–n มีคุณสมบัติที่จำเป็นสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ เซมิคอนดักเตอร์ P-เจือค่อนข้างเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า เดียวกันเป็นจริงของเซมิคอนดักเตอร์ n เจือ แต่แยกระหว่างพวกเขาจะกลายเป็นหมดของผู้ให้บริการค่าใช้จ่ายและด้วยเหตุที่ไม่นำไฟฟ้าขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ญาติของทั้งสองภูมิภาคเซมิคอนดักเตอร์ โดยการจัดการชั้นที่ไม่นำไฟฟ้านี้ โดยทั่วไปจะใช้จุดเชื่อมต่อ p–n เป็นไดโอด : องค์ประกอบของวงจรที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลไปในทิศทางเดียวแต่ไม่ในทิศทางอื่น (ตรงกันข้าม) อคติคือการใช้แรงดันไฟฟ้าข้ามทางแยก ap–n; ความเอนเอียงไปข้างหน้าอยู่ในทิศทางของการไหลของกระแสอย่างง่าย และอคติย้อนกลับนั้นอยู่ในทิศทางของการไหลของกระแสเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย

คุณสมบัติอคติไปข้างหน้าและอคติย้อนกลับของทางแยก p–n บ่งบอกว่าสามารถใช้เป็นไดโอดได้ p–n junction diode ช่วยให้ประจุไฟฟ้าไหลไปในทิศทางเดียว แต่ไม่ใช่ในทิศทางตรงกันข้าม ประจุลบ (อิเล็กตรอน) สามารถไหลผ่านทางแยกจาก n ถึง p ได้อย่างง่ายดาย แต่ไม่ใช่จาก p ถึง n และสิ่งที่ตรงกันข้ามจะเป็นจริงสำหรับรู เมื่อทางแยก p–n เป็นแบบเอนเอียงไปข้างหน้า ประจุไฟฟ้าจะไหลอย่างอิสระเนื่องจากความต้านทานที่ลดลงของทางแยก p–n อย่างไรก็ตาม เมื่อจุดเชื่อมต่อ p–n มีความเอนเอียงแบบย้อนกลับ อุปสรรคของจุดเชื่อมต่อ (และด้วยเหตุนี้ความต้านทาน) จะมากขึ้น และการไหลของประจุจะน้อยที่สุด

สมดุล (ศูนย์อคติ)

ในจุดเชื่อมต่อ ap–n โดยไม่มีแรงดันไฟฟ้าภายนอก สภาวะสมดุลจะไปถึงซึ่งความต่างที่อาจเกิดขึ้นระหว่างทางแยก ความต่างศักย์นี้เรียกว่าศักยภาพในตัว ${\displaystyle V_{\rm {bi}}}$.

ที่ทางแยก อิเล็กตรอนอิสระในประเภท n จะถูกดึงดูดไปยังรูบวกในประเภท p พวกมันกระจายเป็น p-type รวมกับรูและตัดกัน ในทำนองเดียวกัน รูบวกในประเภท p จะดึงดูดอิเล็กตรอนอิสระในประเภท n รูจะกระจายออกเป็นชนิด n รวมกับอิเล็กตรอนอิสระ และตัดกันออกจากกัน อะตอมผู้บริจาคและสารเจือปนที่มีประจุบวกในประเภท n เป็นส่วนหนึ่งของคริสตัลและไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ ดังนั้นในประเภท n บริเวณใกล้ทางแยกจะมีประจุบวก อะตอมของสารเจือปนที่มีประจุลบ ตัวรับ สารเจือปนในประเภท p เป็นส่วนหนึ่งของผลึก และไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ ดังนั้นในประเภท p บริเวณใกล้ทางแยกจะมีประจุลบ ผลที่ได้คือบริเวณใกล้ทางแยกที่ทำหน้าที่ขับไล่ประจุเคลื่อนที่ออกจากทางแยกผ่านสนามไฟฟ้าที่บริเวณที่มีประจุเหล่านี้สร้างขึ้น ภูมิภาคใกล้กับอินเทอร์เฟซ p–n สูญเสียความเป็นกลางและผู้ให้บริการมือถือส่วนใหญ่ ก่อให้เกิดพื้นที่ชาร์จพื้นที่หรือเลเยอร์การพร่อง (ดูรูป A )

รูปที่ A.ทางแยก p–n ในสภาวะสมดุลทางความร้อนโดยใช้แรงดันไฟแบบอคติเป็นศูนย์ รายงานความเข้มข้นของอิเล็กตรอนและรูด้วยเส้นสีน้ำเงินและสีแดงตามลำดับ พื้นที่สีเทามีประจุเป็นกลาง โซนแสงสีแดงมีประจุบวก โซนสีฟ้าอ่อนมีประจุลบ สนามไฟฟ้าจะแสดงที่ด้านล่าง แรงไฟฟ้าสถิตบนอิเล็กตรอนและรู และทิศทางที่การแพร่กระจายมีแนวโน้มที่จะเคลื่อนที่อิเล็กตรอนและรู (จริงๆ แล้ว เส้นโค้งความเข้มข้นของท่อนซุงควรเรียบขึ้นโดยมีความชันแตกต่างกันไปตามความเข้มของสนาม)

สนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยเขตพื้นที่รับผิดชอบ opposes กระบวนการแพร่กระจายทั้งอิเล็กตรอนและหลุม มีปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นพร้อมกันสองอย่าง: กระบวนการแพร่ซึ่งมีแนวโน้มที่จะสร้างประจุในอวกาศมากขึ้น และสนามไฟฟ้าที่เกิดจากประจุในอวกาศซึ่งมีแนวโน้มที่จะต่อต้านการแพร่ โปรไฟล์ความเข้มข้นของพาหะที่สมดุลแสดงในรูปที่ Aด้วยเส้นสีน้ำเงินและสีแดง นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นปรากฏการณ์การถ่วงดุลสองประการที่สร้างสมดุล

รูปที่ B.จุดต่อ p–n ในสภาวะสมดุลทางความร้อนโดยใช้แรงดันไฟแบบอคติเป็นศูนย์ ใต้ทางแยก รายงานแปลงความหนาแน่นประจุ สนามไฟฟ้า และแรงดันไฟฟ้า (เส้นโค้งความเข้มข้นของบันทึกควรจะนุ่มนวลกว่าจริง ๆ เช่นแรงดันไฟฟ้า)

เขตพื้นที่รับผิดชอบเป็นโซนที่มีค่าใช้จ่ายสุทธิจากไอออนถาวร ( ผู้บริจาคหรือผู้รับ ) ที่ได้รับการซ้ายเปิดโดยส่วนใหญ่ผู้ให้บริการแพร่ เมื่อถึงจุดสมดุล ความหนาแน่นของประจุจะถูกประมาณโดยฟังก์ชันขั้นตอนที่แสดง อันที่จริง เนื่องจากแกน y ของรูป A เป็นมาตราส่วนบันทึก พื้นที่นั้นเกือบจะหมดจากพาหะส่วนใหญ่แล้ว (ทำให้ความหนาแน่นของประจุเท่ากับระดับยาสลบสุทธิ) และขอบระหว่างพื้นที่ประจุในอวกาศกับบริเวณที่เป็นกลาง ค่อนข้างคม (ดูรูป B , Q(x) กราฟ) บริเวณประจุในอวกาศมีขนาดประจุเท่ากันทั้งสองด้านของส่วนต่อประสาน p–n ดังนั้นจึงขยายออกไปอีกด้านที่เจือน้อยกว่าในตัวอย่างนี้ (ด้าน n ในรูป A และ B)

อคติไปข้างหน้า

ในอคติไปข้างหน้า ชนิด p เชื่อมต่อกับขั้วบวก และชนิด n เชื่อมต่อกับขั้วลบ

การทำงานของจุดเชื่อมต่อ PN ในโหมดอคติไปข้างหน้า ซึ่งแสดงความกว้างของการพร่องที่ลดลง แผงแสดง แผนภาพพลังงานวง , สนามไฟฟ้าและ ความหนาแน่นของประจุสุทธิ จุดต่อ p และ n ถูกเติมที่ระดับยาสลบ 1e15/cm3 (0.00016C/cm ³ ) ซึ่งนำไปสู่ศักยภาพในตัวที่ ~0.59 V ความกว้างของการลดปริมาณลดลงสามารถอนุมานได้จากโปรไฟล์ประจุที่หดตัว เนื่องจากมีการเปิดเผยสารเจือปนน้อยลง ด้วยอคติที่เพิ่มขึ้น สังเกตระดับกึ่งเฟอร์มีที่แตกต่างกัน สำหรับแถบการนำไฟฟ้าและแถบวาเลนซ์ในบริเวณ n และ p (เส้นโค้งสีแดง)

การตั้งค่านี้ทำให้รูในพื้นที่ประเภท p และอิเล็กตรอนในบริเวณประเภท n ถูกผลักไปทางทางแยก และเริ่มทำให้บริเวณพร่องพร่องเป็นกลาง โดยลดความกว้างลง ศักย์บวกที่ใช้กับวัสดุประเภท p จะผลักรูออก ในขณะที่ศักย์ลบที่ใช้กับวัสดุประเภท n จะขับไล่อิเล็กตรอน การเปลี่ยนแปลงศักย์ระหว่างด้าน p และด้าน n ลดลงหรือเปลี่ยนเครื่องหมาย ด้วยแรงดันไบแอสไปข้างหน้าที่เพิ่มขึ้น พื้นที่พร่องในที่สุดจะบางพอที่สนามไฟฟ้าของโซนไม่สามารถต่อต้านการเคลื่อนที่ของประจุพาหะข้ามทางแยก p–n ซึ่งส่งผลให้ความต้านทานไฟฟ้าลดลง อิเล็กตรอนที่ตัดขวางทางแยก p–n เข้าไปในวัสดุประเภท p (หรือรูที่ตัดผ่านไปยังวัสดุประเภท n) จะกระจายไปยังบริเวณที่เป็นกลางในบริเวณใกล้เคียง ปริมาณการแพร่กระจายของชนกลุ่มน้อยในโซนใกล้เป็นกลางกำหนดปริมาณของกระแสที่สามารถไหลผ่านไดโอด

เฉพาะพาหะส่วนใหญ่ (อิเล็กตรอนในวัสดุประเภท n หรือรูในประเภท p) เท่านั้นที่สามารถไหลผ่านเซมิคอนดักเตอร์สำหรับความยาวมหภาค ด้วยเหตุนี้ ให้พิจารณาการไหลของอิเล็กตรอนข้ามทางแยก ความเอนเอียงไปข้างหน้าทำให้เกิดแรงที่อิเล็กตรอนผลักพวกมันจากด้าน N ไปทางด้าน P ด้วยอคติไปข้างหน้า พื้นที่พร่องจะแคบพอที่อิเล็กตรอนสามารถข้ามทางแยกและฉีดเข้าไปในวัสดุประเภท p อย่างไรก็ตาม พวกมันจะไม่ไหลผ่านวัสดุประเภท p ต่อไปอย่างไม่มีกำหนด เนื่องจากเป็นที่ชื่นชอบอย่างมากสำหรับพวกมันที่จะรวมตัวกับรูอีกครั้ง ความยาวเฉลี่ยอิเล็กตรอนเดินทางผ่านวัสดุชนิดพีก่อน recombining เรียกว่าระยะเวลาในการแพร่กระจายและมันก็เป็นปกติในการสั่งซื้อของไมโครเมตร ^[1]

แม้ว่าอิเล็กตรอนจะทะลุเข้าไปในวัสดุประเภท p ได้ในระยะสั้นๆ แต่กระแสไฟฟ้ายังคงดำเนินต่อไปอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากรู (พาหะส่วนใหญ่) เริ่มไหลไปในทิศทางตรงกันข้าม กระแสทั้งหมด (ผลรวมของกระแสอิเล็กตรอนและกระแสหลุม) มีค่าคงที่ในอวกาศ เนื่องจากความแปรผันใดๆ จะทำให้ประจุสะสมเมื่อเวลาผ่านไป (นี่คือกฎปัจจุบันของ Kirchhoff ) การไหลของรูจากบริเวณ p-type ไปยังบริเวณ n-type นั้นคล้ายคลึงกับการไหลของอิเล็กตรอนจาก N ถึง P (บทบาทการสลับอิเล็กตรอนและรูและสัญญาณของกระแสและแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดจะกลับกัน)

ดังนั้น ภาพมหภาคของกระแสที่ไหลผ่านไดโอดจึงเกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอนที่ไหลผ่านบริเวณชนิด n ไปยังทางแยก รูที่ไหลผ่านบริเวณชนิด p ไปในทิศทางตรงกันข้ามไปยังทางแยก และพาหะทั้งสองชนิดรวมตัวกันใหม่อย่างต่อเนื่อง บริเวณใกล้ทางแยก อิเล็กตรอนและรูเดินทางในทิศทางตรงกันข้าม แต่ก็มีประจุตรงข้าม ดังนั้นกระแสโดยรวมจึงอยู่ในทิศทางเดียวกันทั้งสองด้านของไดโอด ตามต้องการ

Shockley สมไดโอดแบบไปข้างหน้าอย่างมีอคติในการดำเนินงานลักษณะของ AP-n ชุมนอกหิมะถล่ม (ย้อนกลับลำเอียงดำเนินการ) ภูมิภาค

อคติย้อนกลับ

ทางแยกซิลิคอน p–n ในอคติย้อนกลับ

การเชื่อมต่อขอบเขตp-typeกับขั้วลบของแหล่งจ่ายแรงดันและขอบเขตn-typeกับขั้วบวกสอดคล้องกับอคติย้อนกลับ ถ้าไดโอดจะย้อนกลับลำเอียงแรงดันไฟฟ้าที่ที่แคโทดค่อนข้างสูงกว่าที่ขั้วบวก ดังนั้นกระแสไฟจะไหลน้อยมากจนกระทั่งไดโอดแตกตัว การเชื่อมต่อจะแสดงในไดอะแกรมที่อยู่ติดกัน

เนื่องจากวัสดุประเภท p เชื่อมต่อกับขั้วลบของแหล่งจ่ายไฟแล้ว ' รู ' ในวัสดุประเภท p จะถูกดึงออกจากทางแยก โดยทิ้งประจุไอออนไว้เบื้องหลัง และทำให้ความกว้างของพื้นที่พร่องเพิ่มขึ้น ในทำนองเดียวกัน เนื่องจากบริเวณชนิด n เชื่อมต่อกับขั้วบวก อิเล็กตรอนจึงถูกดึงออกจากทางแยก โดยมีผลเช่นเดียวกัน สิ่งนี้จะเพิ่มอุปสรรคแรงดันไฟฟ้าทำให้เกิดความต้านทานสูงต่อการไหลของตัวพาประจุ ดังนั้นจึงทำให้กระแสไฟฟ้าน้อยที่สุดที่จะข้ามทางแยก p–n ความต้านทานที่เพิ่มขึ้นของจุดเชื่อมต่อ p–n ส่งผลให้ทางแยกทำงานเป็นฉนวน

ความแรงของสนามไฟฟ้าในเขตพร่องจะเพิ่มขึ้นเมื่อแรงดันไบแอสย้อนกลับเพิ่มขึ้น เมื่อความเข้มของสนามไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเกินระดับวิกฤต เขตการพร่องของจุดเชื่อมต่อ p–n จะพังลงและกระแสจะเริ่มไหล โดยปกติโดยซีเนอร์หรือกระบวนการสลายหิมะถล่ม กระบวนการแยกย่อยทั้งสองนี้ไม่มีการทำลายและสามารถย้อนกลับได้ ตราบใดที่ปริมาณของกระแสไหลไม่ถึงระดับที่ทำให้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ร้อนเกินไปและทำให้เกิดความเสียหายจากความร้อน

เอฟเฟกต์นี้ใช้เพื่อประโยชน์ในวงจรควบคุมซีเนอร์ไดโอด ไดโอดซีเนอร์มีต่ำแรงดันไฟฟ้าเสีย ค่ามาตรฐานสำหรับแรงดันพังทลายคือ 5.6 V ซึ่งหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าที่แคโทดต้องไม่สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วบวกประมาณ 5.6 V (แม้ว่าจะมีกระแสเพิ่มขึ้นเล็กน้อย) เนื่องจากไดโอดแตก และดังนั้นจึงดำเนินการหากแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้น สิ่งนี้จะจำกัดแรงดันไฟฟ้าเหนือไดโอด

การประยุกต์ใช้การให้น้ำหนักแบบย้อนกลับอีกอย่างคือไดโอดVaricapซึ่งความกว้างของโซนพร่อง (ควบคุมด้วยแรงดันไบแอสย้อนกลับ) จะเปลี่ยนความจุของไดโอด

ขนาดของพื้นที่พร่อง

สำหรับทางแยก ap–n ให้ ${\displaystyle C_{A}(x)}$ เป็นความเข้มข้นของอะตอมตัวรับที่มีประจุลบและ ${\displaystyle C_{D}(x)}$เป็นความเข้มข้นของอะตอมผู้บริจาคที่มีประจุบวก ปล่อย${\displaystyle N_{0}(x)}$ และ ${\displaystyle P_{0}(x)}$เป็นความเข้มข้นสมดุลของอิเล็กตรอนและรูตามลำดับ ดังนั้น โดยสมการปัวซอง:

${\displaystyle -{\frac {\mathrm {d} ^{2}V}{\mathrm {d} x^{2}}}={\frac {\rho }{\varepsilon }}={\frac { q}{\varepsilon }}\left[(P_{0}-N_{0})+(C_{D}-C_{A})\right]}$

ที่ไหน ${\displaystyle V}$คือศักย์ไฟฟ้า ,${\displaystyle \rho }$คือความหนาแน่นของประจุ ,${\displaystyle \varepsilon }$คือการยอมจำนนและ${\displaystyle q}$ คือ ขนาดของประจุอิเล็กตรอน

สำหรับกรณีทั่วไป สารเจือปนมีโปรไฟล์ความเข้มข้นที่แปรผันตามความลึก x แต่สำหรับกรณีธรรมดาของรอยแยกอย่างกะทันหัน ${\displaystyle C_{A}}$ สามารถสันนิษฐานได้ว่าเป็นค่าคงที่ที่ด้าน p ของทางแยกและเป็นศูนย์ที่ด้าน n และ ${\displaystyle C_{D}}$สามารถสันนิษฐานได้ว่าเป็นค่าคงที่ที่ด้าน n ของทางแยกและเป็นศูนย์ที่ด้าน p ปล่อย${\displaystyle d_{p}}$ เป็นความกว้างของพื้นที่พร่องที่ด้าน p และ ${\displaystyle d_{n}}$ความกว้างของพื้นที่พร่องที่ด้าน n จากนั้นตั้งแต่${\displaystyle P_{0}=N_{0}=0}$ ภายในเขตพร่องก็ต้องว่า

${\displaystyle d_{p}C_{A}=d_{n}C_{D}}$

เนื่องจากประจุทั้งหมดในด้าน p และด้าน n ของพื้นที่พร่องรวมเป็นศูนย์ ดังนั้น ให้${\displaystyle D}$ และ ${\displaystyle \Delta V}$ แสดงถึงขอบเขตการพร่องทั้งหมดและความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น

${\displaystyle \Delta V=\int _{D}\int {\frac {q}{\varepsilon }}\left[(P_{0}-N_{0})+(C_{D}-C_{A })\right]\,\mathrm {d} x\,\mathrm {d} x}$

${\displaystyle ={\frac {C_{A}C_{D}}{C_{A}+C_{D}}}{\frac {q}{2\varepsilon }}(d_{p}+d_{n })^{2}}$

และด้วยเหตุนี้ ให้ ${\displaystyle d}$ เป็นความกว้างรวมของพื้นที่พร่องเราได้

${\displaystyle d={\sqrt {{\frac {2\varepsilon }{q}}{\frac {C_{A}+C_{D}}{C_{A}C_{D}}}\Delta V} }}$

${\displaystyle \Delta V}$ สามารถเขียนเป็น ${\displaystyle \Delta V_{0}+\Delta V_{\text{ext}}}$ซึ่งเราได้แยกความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าออกเป็นสมดุลและส่วนประกอบภายนอก ศักย์ดุลยภาพเป็นผลจากแรงแพร่ ดังนั้นเราจึงคำนวณได้${\displaystyle \Delta V_{0}}$โดยนำความสัมพันธ์ของไอน์สไตน์ไปปฏิบัติและสมมติว่าเซมิคอนดักเตอร์ไม่เสื่อมสภาพ ( กล่าวคือผลิตภัณฑ์${\displaystyle {{P}_{0}}{{N}_{0}}={{n}_{i}}^{2}}$เป็นอิสระจากพลังงาน Fermi ):

${\displaystyle \Delta {{V}_{0}}={\frac {kT}{q}}\ln \left({\frac {{{C}_{A}}{{C}_{D }}}{{{P}_{0}}{{N}_{0}}}}\right)={\frac {kT}{q}}\ln \left({\frac {{{C) }_{A}}{{C}_{D}}}{{{n}_{i}}^{2}}}\right)}$

ที่Tคืออุณหภูมิของเซมิคอนดักเตอร์และkคือBoltzmann คงที่ ^[2]

ปัจจุบันข้ามภูมิภาคพร่อง

Shockley สมเหมาะไดโอดลักษณะปัจจุบันทั่ว AP-n แยกเป็นหน้าที่ของแรงดันไฟฟ้าภายนอกและสภาวะแวดล้อม (อุณหภูมิทางเลือกของเซมิคอนดักเตอร์ ฯลฯ บริการ) จะต้องพิจารณาถึงเหตุผลต่างๆ ในปัจจุบัน เพื่อจะดูว่าเกิดขึ้นได้อย่างไร แบบแผนคือทิศทางไปข้างหน้า (+) ชี้ไปที่การไล่ระดับศักย์ไฟฟ้าในตัวของไดโอดที่สมดุล

• ไปข้างหน้าปัจจุบัน (${\displaystyle \mathbf {J} _{F}}$)
  • การแพร่กระจายปัจจุบัน: ปัจจุบันเนื่องจากความไม่สมดุลในท้องถิ่นในความเข้มข้นของผู้ให้บริการ ${\รูปแบบการแสดงผล n}$, โดยสมการ ${\displaystyle \mathbf {J} _{D}\propto -q\nabla n}$
• กระแสไฟย้อนกลับ (${\displaystyle \mathbf {J} _{R}}$)
  • สนามปัจจุบัน
  • รุ่นปัจจุบัน

ในแผนภาพข้างต้นติดต่อระหว่างลวดโลหะและวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ยังสร้างทางแยกโลหะสารกึ่งตัวนำที่เรียกว่าไดโอดกี ในสถานการณ์ในอุดมคติแบบง่าย ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์จะไม่ทำงาน เนื่องจากจะประกอบด้วยไดโอดหลายตัวที่เชื่อมต่อแบบหน้า-หลังแบบอนุกรม แต่ในทางปฏิบัติ สิ่งเจือปนที่พื้นผิวภายในส่วนของเซมิคอนดักเตอร์ที่สัมผัสขั้วโลหะจะลดความกว้างของชั้นการพร่องลงอย่างมาก จนถึงระดับที่รอยต่อเซมิคอนดักเตอร์โลหะกับสารกึ่งตัวนำไม่ทำหน้าที่เป็นไดโอด ชุมทางที่ไม่แก้ไขเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นหน้าสัมผัสโอห์มมิกโดยไม่คำนึงถึงขั้วแรงดันไฟฟ้าที่ใช้

ทางแยก PN ถูกสร้างขึ้นโดยยาสลบเช่นโดยการฝังไอออน , การแพร่กระจายของสารเจือหรือโดยepitaxy (การเจริญเติบโตชั้นของเจือคริสตัลกับประเภทหนึ่งของสิ่งเจือปนอยู่ด้านบนของชั้นของเจือคริสตัลกับชนิดของสิ่งเจือปนอื่น) หากทั้งสองแยกชิ้นส่วนของวัสดุที่ถูกนำมาใช้นี้จะแนะนำขอบเกรนระหว่างเซมิคอนดักเตอร์ที่รุนแรงจะยับยั้งยูทิลิตี้โดยกระเจิงอิเล็กตรอนและหลุม ^{[ ต้องการการอ้างอิง ]}

การประดิษฐ์จุดเชื่อมต่อ p–n มักมีสาเหตุมาจากนักฟิสิกส์ชาวอเมริกันรัสเซลล์ โอห์ลจากBell Laboratoriesในปี 1939 ^[3]สองปีต่อมา (ค.ศ. 1941) Vadim Lashkaryovรายงานการค้นพบจุดเชื่อมต่อ p–n ใน Cu ₂ O และโฟโตเซลล์ซิลเวอร์ซัลไฟด์และ วงจรเรียงกระแสซีลีเนียม ^[4]

• ช็อคลีย์, วิลเลียม (1949). "ทฤษฎีทางแยก pn ในเซมิคอนดักเตอร์และ pn Junction Transistors". วารสารเทคนิคระบบเบลล์ . 28 (3): 435–489. ดอย : 10.1002/j.1538-7305.1949.tb03645.x .

• https://www.youtube.com/watch?v=JBtEckh3L9Qวิดีโอการศึกษาทางแยก PN
• "พี.เอ็น.จังก์ชั่น" – PowerGuru สิงหาคม 2555
• Olav Torheim, ฟิสิกส์เบื้องต้นของทางแยก PN , 2007.
• เครื่องคิดเลขคุณสมบัติทางแยก PN
• PN Junction Labใช้งานได้ฟรีบนnanoHUB.orgอนุญาตให้จำลองและศึกษาไดโอด ap–n ที่มีสารเติมแต่งและวัสดุต่างกัน ผู้ใช้สามารถคำนวณเอาท์พุตแรงดันกระแสไฟ (IV) และแรงดันประจุไฟฟ้า (CV) ได้เช่นกัน