(la videolezione) Se in un cristallo di materiale semiconduttore vengono introdotte da un lato impurità di tipo p, dall’altro impurità di tipo n, si viene a creare fra le due zone una giunzione pn. La presenza di lacune in eccesso nella zona p e di elettroni liberi nella zona n determina un’interazione fra gli atomi in prossimità della giunzione. Alcuni elettroni della zona n si diffondono attraverso la giunzione e si ricombinano con le lacune della zona p. Analogamente alcune lacune della zona p si diffondono ricombinandosi con gli elettroni presenti nella zona n. Ciò crea una regione che, a causa delle ricombinazioni elettrone-lacuna, è priva di portatori liberi. Inoltre, nelle vicinanze della giunzione, gli atomi che hanno acquisito per ricombinazione un elettrone diventano ioni negativi mentre quelli che hanno acquisito una lacuna (cioè hanno perso un elettrone) diventano ioni positivi. Si crea, quindi, una zona priva di portatori liberi detta zona di svuotamento o di carica spaziale, che presenta una certa carica negativa dal lato p e una certa carica positiva dal lato n.
Nei diodi, la giunzione P-N consente il passaggio della corrente in una sola direzione, come una porta elettrica intelligente. Nei transistor, questa giunzione agisce come un interruttore e amplificatore, fondamentale nei circuiti digitali e analogici. Nelle celle fotovoltaiche, trasforma la luce solare in energia elettrica grazie all’effetto fotoelettrico. Nei LED e fotodiodi, converte energia elettrica in luce (e viceversa) per illuminare, rilevare o trasmettere informazioni. Nei sensori di pressione e temperatura, sfrutta proprietà elettriche variabili per misurare grandezze fisiche.
