Stratul de epuizare
Stratul de epuizare (strat epuizat, epuizat) în fizica semiconductoarelor caracterizează o concentrație mai mică de purtători majoritari la interfața a două materiale în comparație cu cel de echilibru .
Un exemplu sunt joncțiunile pn sau heterojoncțiunile a doi semiconductori cu bandă interzisă diferite sau o interfață metal-semiconductor.
La interfața metal-dielectric, un strat de epuizare poate fi obținut și prin aplicarea unui câmp electric , care este principiul fizic de bază din spatele funcționării unui FET .
Formarea unui strat epuizat
La contactul a doi semiconductori diferiți sau a unui semiconductor cu un metal, în straturile limită apar bariere potențiale , iar concentrațiile de purtători de sarcină în interiorul acestor straturi pot varia foarte mult în comparație cu valorile lor în vrac. Proprietățile straturilor de aproape contact depind de tensiunea externă aplicată , ceea ce duce la neliniaritatea caracteristicii curent- tensiune a contactului. Aceste proprietăți neliniare sunt utilizate pentru a rectifica curentul electric , pentru a converti, amplifica și genera oscilații electrice .
Luați în considerare un contact metal-semiconductor: electronii dintr-un semiconductor trec într-un metal, creând o anumită densitate de curent , iar electronii metalici într-un semiconductor, formând o densitate de curent.Acești curenți nu sunt în general egali ca mărime. Dacă, de exemplu, atunci semiconductorul va fi încărcat negativ, iar metalul pozitiv până când ambii curenți se anulează reciproc. În starea de echilibru, marginile benzilor de energie se pot dovedi a fi îndoite în jos, iar concentrația de electroni în stratul de aproape contact poate fi mai mare decât în vrac ( stratul îmbogățit ). În caz contrar, curbura în stare de echilibru a zonelor va duce la formarea unui strat de aproape contact epuizat.
Proprietăți
Grosimea stratului epuizat crește odată cu creșterea tensiunii inverse aplicate, în timp ce cantitatea totală de sarcină concentrată în strat crește și ea. Rezultă că contactul are o anumită capacitate , care se numește capacitatea de încărcare [1] .
Stratul de epuizare are o rezistivitate electrică ridicată și este principalul strat de lucru al unei diode semiconductoare , tranzistori , varicap și alte dispozitive semiconductoare.
Note
- ↑ Bonch-Bruevich V. L., Kalashnikov S. G. Physics of semiconductors. - Moscova: Nauka, 1977. - S. 174, 259.
Literatură
- Marea Enciclopedie Rusă. Volumul 23. Moscova, 2013, p. 462-463 .
- Bonch-Bruevich V. L. , Kalashnikov S. G. Fizica semiconductorilor. — Moscova: Nauka, 1977.