Представим себе теперь, что мы присоединили пластинку к батарее так, что электронный проводник соединен с минусом батареи, а дырочный — с плюсом (рис. 187, а) Внешнее поле, которое сосредоточено преимущественно в запирающем слое, имеющем наибольшее сопротивление, будет направлено от дырочного полупроводника к электронному. Дырки и электроны будут двигаться к границе, навстречу друг другу, встречаясь, они могут рекомбинировать, а на то место будут приходить из электродов новые свободные электроны и дырки и т. д. Сопротивле-
249
ние слоя будет сравнительно невелико и ток в этом пропускном направлении будет большим. Если же мы присоединим плюс батареи к электронному проводнику, а минус к дырочному, то внешнее поле будет двигать электроны и дырки от границы в противоположные стороны (рис. 187, б), запирающий слой будет расширяться, и сопротивление тела резко возрастет.
Рис. 187. Движение свободных электронов (кружки со знаком «—»)
и дырок (кружки со знаком «+») при прохождении тока через p — n-переход: а) пропускное включение; б) запирающее включение
В настоящее время выяснилось, что именно этим механизмом обусловлено сильное выпрямляющее действие так называемых медно-закисных (купроксных) и селеновых выпрямителей, разработанных чисто эмпирическим путем, без ясного понимания происходящих в них физических процессов. Медно-закисный выпрямитель представляет собой медную пластинку, на которой при температуре свыше 1000 °С наращивается слой закиси меди (Cu2О); затем при температуре около 600 °С этот слой насыщается кислородом и быстро охлаждается. После этого растворяют кислотой образовавшийся на поверхности закиси слой окиси меди (CuO) и наносят на закись слой металлической меди.
Если приготовленную таким образом пластинку включить в цепь батареи (рис. 188), то оказывается, что при таком направлении тока, когда он идет от закиси меди к медной пластинке, ток очень большой, т. е. сопротивление пластинки очень мало. Если же поменять местами полюсы батареи, т. е. заставить ток идти от медной пластинки к закиси меди, то сила тока станет в тысячи раз меньше, в этом направлении пластинка имеет сопротивление в тысячи раз большее. Таким образом, пластинка представляет собой электрический вентиль, подобный двухэлектродной лампе (§ 106): она пропускает ток в одном направлении и почти не пропускает его в обратном направлении. Причина явления заключается в том, что на основном медном электроде имеется слой закиси меди, содержащий примеси меди и других металлов; этот слой является электронным полупроводником. Но внешний слой закиси, обогащенный
250 далее