ダイオードの空芝層での現象について
PN接合ダイオードでは、P型にプラス、N型にマイナスの端子を接続すると、電流が流れるようになりますが、そこで疑問に思ったことがあったので質問させていただきます。
(1)P型とN型の接合面では電子とホールが対消滅して、空芝層という中性の領域が出来上がり、移動できる電荷がないため、つまり、キャリアがないため、電流が流れないと思うのですが、最初、電圧を印加しなくてもPN接合ダイオードを製造した時?P型とN型の半導体を接合した瞬間、電流は瞬間的に少し流れるんでしょうか?なぜなら、接合した瞬間は、P型とN型の電子、ホールが引かれ合って、接合面まで移動すると思ったからです。すぐに均衡が図られて電流は流れなくなるとは思いますが・・・・
(2)順バイアス電圧を印加すると電流が流れますが、そのとき、空芝層では絶えず対消滅が発生しているために、電流が流れるのですよね?ですが、電子とホールはそれぞれはダイオードの中心付近で対消滅するのだとしたら、電子は空芝層を通過しているわけではないということですよね。
つまり、N型の多数キャリアである電子はP型の層に到達して、さらに電池のプラス端子までは到達していないということですよね。ってことは、電流ってのは、導線のどこかの電子が動けば、流れるものなんでしょうか?自由電子は、接合面で消滅しているわけで、プラス端子までは移動していないのでこのような疑問を抱きました。
よく、電流の説明をしているアニメーションを見ると、マイナス端子から出て、プラス端子まで到達したときに、電流が流れるような感じになっています。
そこらへんが疑問に思います。
(3)逆バイアス電圧を印加すると、電流は流れなくなりますが、これは、プラス端子からホールが流れ込み、N型の電子がそれに引かれてダイオードの端の方まで引かれる。
マイナス端子の方も、電子が流れるために、P型のホールがそれに引かれて、同じく端に引かれるそのため、ダイオードの中心付近の電荷も端に寄って、結果として、中心付近には電荷がない状態(電荷の移動がない状態)となり、電流が流れなくなるんですよね?
ですが、逆バイアス電圧を流した瞬間は、電荷がダイオードの端に移動するため、電荷の動きに時間的変化があるため、電流は一瞬流れると思うのですが、どうなのでしょうか?
ちなみに、P型の端に寄せられた、ホールとマイナス端子からでてきた電子がダイオードと導線の接合付近で消滅して、ダイオードと導線の接合付近にも、空芝層ができることはないのでしょうか?
以上、長い質問ですが、回答よろしくお願いします。
お礼
ありがとうございました。すっきりしました。