Question

почему в отключенном диоде не происходит диффузии дырок и электронов?

Answer 1

Как это — не происходит? Еще как происходит. Только в отличие от двух газов, которые перемешиваются полностью, не происходит перемешивания основных и неосновных носителей из-за возникающего электрического поля: оно препятствует дальнейшему перемешиванию и возникает динамическое равновесие — диффузия в соседнюю область продолжается, а поле выкидывает новые носители обратно. Чем сильне диффузия (разность концентраций носителей одного типа по разные стороны перехода) , тем сильне будет поле.
 
Есть исключения: Т = 0 (только в теории) и, конечно, вблизи перехода концентрация носителей не является равновесной: она плавно изменяется от концентрации основных носителей в одной области до концентрации неосновных того же типа в другой.
 
Здесь интересен другой вопрос, который может быть задан: почему в таком случае переход имет очень высокое сопротивление? Объяснение состоит в том, что поле должно создаваться зарядами противоположного знака тем, которые в каждой области являются основными. Например, в п-области, для которой основными носителями заряда являются электроны, создается положительный заряд. А ведь на что способны примесные атомы п-области? На одно из двух: отдавать электрон или быть нейтральными. А тут третий вариант: они отдали аж 2 электрона, обнажив положительный заряд ядра! Отдать еще один — ну, это уж чересчур, нужны колоссальные энергии, возможные лишь в необычных условиях (радиация, свет, пробой) . Вот и получается, что нет в зоне перехода свободных носителей заряда — точно так же, как в диэлектриках.