Utarmningslager

Utarmningsskiktet (utarmat, utarmat lager) i halvledarfysik kännetecknar en lägre koncentration av majoritetsbärare vid gränsytan mellan två material jämfört med jämviktsskiktet .

Ett exempel är pn-övergångar eller heteroövergångar av två halvledare med olika bandgap eller ett metall-halvledargränssnitt.

Vid det metall-dielektriska gränssnittet kan ett utarmningsskikt också erhållas genom att applicera ett elektriskt fält , vilket är den grundläggande fysiska principen bakom driften av en FET .

Bildning av ett utarmat lager

Vid kontakt mellan två olika halvledare, eller en halvledare med en metall, uppstår potentiella barriärer i gränsskikten , och koncentrationerna av laddningsbärare inuti dessa skikt kan variera mycket jämfört med deras värden i volymen. Egenskaperna för de nära kontaktskikten beror på den applicerade externa spänningen , vilket leder till olinjäriteten hos kontaktens strömspänningskarakteristik . Dessa icke-linjära egenskaper används för att likrikta elektrisk ström , för att omvandla, förstärka och generera elektriska svängningar .

Tänk på en metall-halvledarkontakt: elektroner från en halvledare passerar in i en metall och skapar en viss strömtäthet och metallelektroner till en halvledare och bildar en strömtäthet. Dessa strömmar är vanligtvis inte lika stora. Om till exempel halvledaren laddas negativt och metallen positivt tills båda strömmarna tar ut varandra. I det stationära tillståndet kan kanterna på energibanden visa sig vara böjda nedåt, och koncentrationen av elektroner i det nära kontaktskiktet kan vara större än i bulken ( berikat skikt ). Annars kommer den stabila krökningen av zonerna att leda till bildandet av ett utarmat nära-kontaktskikt.

Egenskaper

Tjockleken på det utarmade skiktet ökar med en ökning av den applicerade backspänningen, medan den totala mängden laddning koncentrerad i skiktet också ökar. Av detta följer att kontakten har en viss kapacitans , som kallas laddningskapaciteten [1] .

Utarmningsskiktet har en hög elektrisk resistivitet och är det huvudsakliga arbetsskiktet i en halvledardiod , transistor , varicap och andra halvledarenheter.

Anteckningar

  1. ↑ Bonch-Bruevich V. L., Kalashnikov S. G. Halvledares fysik. - Moskva: Nauka, 1977. - S. 174, 259.

Litteratur

Se även