Vrstva vyčerpání

Depleční vrstva (ochuzená, ochuzená vrstva) ve fyzice polovodičů charakterizuje nižší koncentraci majoritních nosičů na rozhraní dvou materiálů oproti rovnovážné .

Příkladem jsou pn přechody nebo heteropřechody dvou polovodičů s rozdílným zakázaným pásmem nebo rozhraní kov-polovodič.

Na rozhraní kov-dielektrikum lze ochuzenou vrstvu získat také aplikací elektrického pole , což je základní fyzikální princip fungování FET .

Vznik vyčerpané vrstvy

Při kontaktu dvou různých polovodičů nebo polovodiče s kovem vznikají v hraničních vrstvách potenciální bariéry a koncentrace nosičů náboje uvnitř těchto vrstev se mohou značně lišit v porovnání s jejich hodnotami v objemu. Vlastnosti vrstev blízkého kontaktu závisí na použitém vnějším napětí , což vede k nelinearitě proudově- napěťové charakteristiky kontaktu. Tyto nelineární vlastnosti se používají k usměrnění elektrického proudu , ke konverzi, zesílení a generování elektrických oscilací .

Uvažujme kontakt kov-polovodič: elektrony z polovodiče přecházejí do kovu a vytvářejí určitou proudovou hustotu a elektrony kovu do polovodiče vytvářející proudovou hustotu. Tyto proudy nejsou obecně stejné velikosti. Pokud například, pak se polovodič bude nabíjet záporně a kov kladně, dokud se oba proudy navzájem nevyruší. V ustáleném stavu se okraje energetických pásů mohou ukázat jako ohnuté směrem dolů a koncentrace elektronů ve vrstvě blízkého kontaktu může být větší než v objemu ( obohacená vrstva ). Jinak zakřivení zón v ustáleném stavu povede k vytvoření vyčerpané vrstvy blízkého kontaktu.

Vlastnosti

Tloušťka ochuzené vrstvy se zvyšuje s nárůstem použitého zpětného napětí, přičemž se zvyšuje i celkové množství náboje koncentrovaného ve vrstvě. Z toho vyplývá, že kontakt má určitou kapacitu , která se nazývá nabíjecí kapacita [1] .

Depleční vrstva má vysoký elektrický odpor a je hlavní pracovní vrstvou polovodičové diody , tranzistoru , varikapu a dalších polovodičových zařízení.

Poznámky

  1. ↑ Bonch-Bruevich V. L., Kalašnikov S. G. Fyzika polovodičů. - Moskva: Nauka, 1977. - S. 174, 259.

Literatura

Viz také