Tyhjennyskerros

Puolijohdefysiikassa tyhjennyskerros (tyhjentynyt, tyhjentynyt kerros) luonnehtii enemmistön kantajien pienempää pitoisuutta kahden materiaalin rajapinnassa verrattuna tasapainokerrokseen .

Esimerkkinä ovat pn-liitokset tai kahden puolijohteen heteroliitokset , joissa on erilaiset kaistavälit tai metalli-puolijohderajapinta.

Metalli-dielektrisen rajapinnan kohdalle voidaan saada kuluva kerros myös käyttämällä sähkökenttää , joka on FETin toiminnan taustalla oleva fysikaalinen perusperiaate .

Tyhjennetyn kerroksen muodostuminen

Kahden eri puolijohteen tai puolijohteen kosketuksessa metalliin syntyy rajakerroksiin potentiaaliesteitä ja näiden kerrosten sisällä olevien varauksenkuljettajien pitoisuudet voivat vaihdella suuresti niiden arvoihin verrattuna. Lähikontaktikerrosten ominaisuudet riippuvat käytetystä ulkoisesta jännitteestä , mikä johtaa koskettimen virta- jännite-ominaisuuden epälineaarisuuteen . Näitä epälineaarisia ominaisuuksia käytetään sähkövirran tasasuuntaamiseen, sähköisten värähtelyjen muuntamiseen, vahvistamiseen ja synnyttämiseen .

Tarkastellaan metalli-puolijohde-kosketinta: puolijohteesta elektronit siirtyvät metalliin luoden tietyn virrantiheyden ja metallielektronit puolijohteeseen muodostaen virrantiheyden.Nämä virrat eivät yleensä ole suuruudeltaan yhtä suuria. Jos esimerkiksi puolijohde varautuu negatiivisesti ja metalli positiivisesti, kunnes molemmat virrat kumoavat toisensa. Vakaassa tilassa energiavyöhykkeiden reunat voivat osoittautua alaspäin taipuneiksi ja elektronien pitoisuus lähikontaktikerroksessa voi olla suurempi kuin bulkkissa ( rikastettu kerros ). Muuten vyöhykkeiden vakaan tilan kaarevuus johtaa tyhjentyneen lähikontaktikerroksen muodostumiseen.

Ominaisuudet

Tyhjennetyn kerroksen paksuus kasvaa käytetyn vastajännitteen kasvaessa, samalla kun kerrokseen keskittyneen varauksen kokonaismäärä kasvaa. Tästä seuraa, että koskettimella on tietty kapasitanssi , jota kutsutaan latauskapasiteetiksi [1] .

Tyhjennyskerroksella on korkea sähkövastus ja se on puolijohdediodin , transistorin , varicap- ja muiden puolijohdelaitteiden päätyökerros .

Muistiinpanot

  1. ↑ Bonch-Bruevich V. L., Kalashnikov S. G. Puolijohteiden fysiikka. - Moskova: Nauka, 1977. - S. 174, 259.

Kirjallisuus

Katso myös