为什么耗尽区在半导体里面
⑴ 耗尽层外的半导体为何是电中性的
pn结中,以耗尽层外的n型半导体侧为例,半导体中的自由电子(负电)与电离施主(正电)浓度是一样的,所以是中性的。
⑵ 怎样理解PN结中"载流子耗尽"这句话
N型半导体中电子为多数载流子,空穴为少数载流子,这在P型半导体中恰好相反。当他们形成PN结时,N区中的电子和P区中的空穴分别向对面扩散,相遇则发生中和,也就是载流子耗尽,最终在PN结中部形成耗尽区,在平衡状态下耗尽区中的自由载流子浓度很低。
⑶ 概念不清,半导体二极管PN结的内电场为什么不会延伸到P区和N区难道电场或电力线还会断吗
电场是有源无旋场,电场与电场线当然可以中断!!这是电场与磁回场在宏观上最主答要的区别。
pn结的形成过程中,交界面载流子的相互扩散形成空间电荷区(耗尽层),可以把耗尽层的两个断面想象成两块带电的金属板(即结电容的模型),它最终能保证耗尽层内的漂移电流等于扩散电流,同样,这两块带电板在耗尽层外的p区和n区产生的电场能相互抵消!所以我们说p区与n区没有电场存在。
从能量角度来描述pn结的形成就是:p型、n型半导体中费米能级在禁带中的位置有差异,而平衡系统的费米能级必定处处相等,所以在pn结平衡的过程中,两端的禁带相互错开形成一定高度的势垒(内建电场),直至费米能级相等。
⑷ 为什么PIN型光敏二极管的耗尽层可以扩展到整个半导体
PIN管因为,P区一般是重掺杂,因此由电中性条件,QpWp=QiWi,可见耗尽区必然向本征区扩展,为了更好的吸收光能,本征区往往较厚,远厚于p区和n区,因此可以认为耗尽区扩展到整个半导体。
⑸ 空间电荷区存在动态平衡的话为什么是耗尽区
空间电荷区是PN结的一部分。
空间电荷区也称耗尽层.在PN结中,由于自由电子的扩散运动和内电场导致的漂移运动,使PN结中间的部位(P区和N区交界面)产生一个很薄的电荷区,它就是空间电荷区.
(1)当P型半导体和N型半导体结合在一起时,由于交界面处存在 载流子浓度的差异 ,这样电子和空穴都要 从浓度高的地方向浓度低的地方扩散 。但是,电子和空穴都是带电的,它们扩散的结果就使P区和N区中原来的电中性条件破坏了。P区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子,N区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。这些不能移动的带电粒子通常称为空间电荷,它们集中在P区和N区交界面附近,形成了一个很薄的空间电荷区,这就是我们所说的PN结 。
(2)在这个区域内,多数载流子已扩散到对方并复合掉了,或者说消耗殆尽了,因此,空间电荷区又称为 耗尽层 。
(3)P区一侧呈现负电荷,N区一侧呈现正电荷,因此空间电荷区出现了方向由N区指向P区的电场,由于这个电场是载流子扩散运动形成的,而不是外加电压形成的,故称为 内电场 。
(4)内电场是由多子的扩散运动引起的,伴随着它的建立将带来两种影响:一是 内电场将阻碍多子的扩散 ,二是P区和N区的少子一旦靠近PN结,便在内电场的作用下漂移到对方, 使空间电荷区变窄 。
(5)因此, 扩散运动使空间电荷区加宽,内电场增强,有利于少子的漂移而不利于多子的扩散;而漂移运动使空间电荷区变窄,内电场减弱,有利于多子的扩散而不利于少子的漂移。
当扩散运动和漂移运动达到动态平衡时,交界面形成稳定的空间电荷区,即 PN结处于动态平衡
⑹ 半导体物理中“空间电荷区”、“耗尽层”、“势垒区”三者的含义一样吗
显然不一样.
这些区域都存在于两半导体或者半导体-金属接触的地版方,空间电荷区指载流子权浓度超过原载流子浓度的区域,而耗尽层则相反.势垒区指由于不同费米面的半导体之间或者半导体-金属之间由于接触而引起载流子重新分配后形成势垒的区域.
⑺ 半导体的全耗尽是什么意思 英文即是fully depleted
在半导体pn结、肖特基结、异质结中,由于界面两侧半导体原有化专学势的差异导致界面附近能带属弯曲,从而形成能带弯曲区域电子或空穴浓度的下降,这一界面区域在半导体物理中称为耗尽区.
而全耗尽是指某一区域的电子或空穴浓度下降为极低(接近于零).
⑻ 为什么高掺杂的半导体耗尽层窄 请详细说明 谢谢
由于掺杂浓度大,耗尽层单位面积内正负离子多,所以只需要相对较窄的耗尽层就能建立起足专够强的内电场属来阻止多子的扩散运动。
可理解为加上正向电压,正向电压会与内部接触电场相抵消,这也是正向导通的的原理,所以浓度高,建立起的耗尽层宽度也就窄了。
具体说明:电场强度=掺杂浓度*宽度(e=nd*w),电势差等于=电场强度*宽度,所以电势差等于掺杂浓度*宽度的平方,产生的电势差一样时,高掺杂的掺杂浓度大,所以耗尽层宽度窄。
(8)为什么耗尽区在半导体里面扩展阅读
半导体应用策略
半导体制冷技术已经广泛应用在医药领域中,工业领域中,即便是日常生活中也得以应用,所以,该技术是有非常要的发展前景的。
例如,将导体制冷技术用于现代的各种制冷设备中,诸如冰箱、空调等等,都可以配置电子冷却器。半导体冰箱就是使用了半导体制冷技术。在具体的应用中,可以根据不同客户的需要使用,以更好地满足客户的要求。
不同数量的半导体制冷芯片,在连接的过程中可以根据需要采用并联的方式或串联的方式,放置在合适的位置就可以发挥作用。二十世纪50年代,前苏联开发了一种小型模型冰箱,只有10升的容量,冰箱的体积非常小,使用便利。
参考资料
网络--半导体
⑼ 什么是耗尽区
物理专业名词耗尽区:在半导体pn结、肖特基结、异质结中,由于界面两侧半导体原有化学势的差异导致界面附近能带弯曲,从而形成能带弯曲区域电子或空穴浓度的下降,这一界面区域在半导体物理中称为耗尽区。
⑽ 半导体中耗尽区和漂移区各自是什么意思
耗尽区Wp是P区和N区之间因正负电荷抵消而无载流子的区域。下标P是depletion area的意思。而漂移区是P区和回N区中尚存在少数载流答子的区域。随着漂移少数载流子会逐渐被中和而减少。比如N型漂移区宽度表示为Wp,下标p是N中的少数载流子p,并非单词缩写。相同地,P型漂移区宽度表示为Wn。