Udtømningslag

Udtømningslaget (udtømt, udtømt lag) i halvlederfysik karakteriserer en lavere koncentration af majoritetsbærere ved grænsefladen mellem to materialer sammenlignet med ligevægts -laget.

Et eksempel er pn-forbindelser eller heteroforbindelser af to halvledere med forskellige båndgab eller en metal-halvleder-grænseflade.

Ved den metal-dielektriske grænseflade kan et udtømningslag også opnås ved at anvende et elektrisk felt , som er det grundlæggende fysiske princip bag driften af ​​en FET .

Dannelse af et udtømt lag

Ved kontakt mellem to forskellige halvledere, eller en halvleder med et metal, opstår der potentielle barrierer i grænselagene , og koncentrationerne af ladningsbærere inde i disse lag kan variere meget i forhold til deres værdier i volumen. Egenskaberne af nærkontaktlagene afhænger af den påførte eksterne spænding , hvilket fører til ulineariteten af ​​kontaktens strømspændingskarakteristik . Disse ikke-lineære egenskaber bruges til at ensrette elektrisk strøm , til at konvertere, forstærke og generere elektriske svingninger .

Overvej en metal-halvleder-kontakt: elektroner fra en halvleder passerer ind i et metal, hvilket skaber en vis strømtæthed , og metalelektroner til en halvleder, der danner en strømtæthed. Disse strømme er generelt ikke lige store. Hvis f.eks. halvlederen vil blive opladet negativt, og metallet positivt, indtil begge strømme ophæver hinanden. I steady state kan kanterne af energibåndene vise sig at være bøjede nedad, og koncentrationen af ​​elektroner i nærkontaktlaget kan være større end i bulken ( beriget lag ). Ellers vil steady-state-krumningen af ​​zonerne føre til dannelsen af ​​et udtømt nærkontaktlag.

Egenskaber

Tykkelsen af ​​det udtømte lag øges med en stigning i den påførte omvendte spænding, mens den samlede mængde af ladningen koncentreret i laget også stiger. Heraf følger, at kontakten har en vis kapacitans , som kaldes ladekapaciteten [1] .

Udtømningslaget har en høj elektrisk resistivitet og er det vigtigste arbejdslag i en halvlederdiode , transistor , varicap og andre halvlederenheder.

Noter

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

Litteratur

Se også