К барьеру!
Полупроводник это не когда один проводник на два вагона (Очень избитая шутка, переползающая от лектора к лектору)
Очень часто перед пониманием окружающего мира мы сооружаем себе барьер из формул и моделей. Так, "для удобства", мы создали понятие полупроводника, "который занимает среднее положение между проводниками и диэлектриками".
Если взять полупроводник сам по себе, он ведет себя как обычный проводник - то есть ток он проводит. Фокусы начинаются, когда мы создаем контакт между полупроводником и проводником. Полученный сэндвич начинает проводить ток от "булки к маслу" и не проводит ток в обратном направлении. Уточню: при достаточно малых разницах потенциалов. При больших разницах потенциалов происходит "пробой".
Чем отличаются полупроводники от металлов? Прежде всего - кристаллической структурой, либо размером атома при той же кристаллической структуре. У каждого вещества электроны обладают различной подвижностью - то есть при подаче внешней разности потенциалов орбиты электронов вытягиваются на разные расстояния. Это обусловлено плотностью кристаллической решетки, ее формой и размером атомов, из которых она состоит.
Так давайте представим следующую картину: мы соединили (сварили, спаяли, притерли...) два кристаллических вещества имеющих значительно отличающиеся значения подвижности электронов. Прикладываем положительный потенциал к тому из веществ, которое имеет меньшую подвижность электронов, а отрицательный к материалу с большей подвижностью. Под воздействием поля, более подвижные электронные поля второго вещества перекрывают менее подвижные поля первого. Электронные поля стали общими. Условие замыкания цепи выполнено. Ток течет.
Меняем полярность подключенного источника разности потенциалов. Более подвижные электронные облака бодро перескакивают в обратном направлении, менее подвижные пытаются следовать за ними и... чуть-чуть не достают (на то они и менее подвижные). Барьер. Вот он. Цепь не замкнута, ток не течет. Само собой, при значительном усилении поля они перекроют электронные облака второго вещества, и цепь замкнется (тот самый "пробой").
Сколько Вам потребовалось времени, чтобы понять что такое "дырка"?
Отсоединяем источник электрического поля. Берем большой фонарик и направляем луч на пресловутый "p-n переход". Нахлынувшая световая волна вызывает периодическое электрическое поле в теле "сэндвича". Причем на одной полуволне электроны из более электронно-подвижного вещества будут мигрировать в менее электронно-подвижное, а при обратной полуволне ... Да, барьер преодолеть они не смогут, и так и останутся в веществе с менее подвижными электронами. Возникает разность потенциалов. Вот тебе бабушка и фотоэффект. Как следует из вышесказанного этот эффект наблюдается при облучении любыми электромагнитными полями, но для световых волн, учитывая их высокую частоту и следовательно энергетику, этот эффект особенно заметен. Разумеется, интенсивность воздействия света зависит не только от энергетики, но и от резонансных явлений, но о них мы поговорим отдельно. Где же место фотонам? В учебниках.
Вспомним еще одно "зловредное" явление природы: контактная разность потенциалов пар металлов. Что если его природа подобна только что описанному явлению? То есть, внешние электрические волны вызывают миграцию электронов из одного металла в другой, а барьер, конечно, не такой большой, но существующий, ограничивает их возвращение обратно. Кстати! Обратите внимание, я говорил об электрических волнах, а не о свете. При воздействии интенсивного внешнего поля произойдет явление подобное "пробою перехода" в полупроводниках и эффект может оказаться даже менее интенсивным чем при достаточно малых внешних полях. Итак, получили пару странных выводов: коррозию пар металлов можно предотвратить либо изолировав их от всех внешних электрических полей либо подвергнув какому ни будь жесткому облучению. Выводы сами по себе бесполезны, но любопытны.
Объяснять, как работает транзистор (простой и полевой) я пожалуй, не буду, тем более, что это, учитывая сказанное выше, несложная задача.
Вот такой он - барьер. Возьмите учебник и посмотрите, сколько листов занимает объяснение всего описанного материала, с учетом того, что все формулы в нем упрощены и содержат массу "волшебных чисел". Для размышления: каково же все-таки место полупроводника между проводниками и диэлектриками?