Zona de epuizare

În electronică , zona de epuizare , numită și zonă de încărcare spațială (ZCE), sau zonă pustie, corespunde regiunii care apare într-o joncțiune PN , între zona dopată cu N și zona cu dopare P. Se numește „zonă de epuizare” sau „zonă pustie” deoarece este lipsită de purtători liberi și se numește „zonă de încărcare spațială” deoarece este formată din două zone încărcate electric (spre deosebire de restul semiconductorului N și semiconductorului P care sunt neutre la nivel global) ....

Principiu

Când un semiconductor de tip N este adus în contact cu un semiconductor de tip P (joncțiune PN), electronii majoritari de pe partea N (respectiv găurile majoritare de pe partea P) vor fi direcționați către zona P (respectiv către zona N pentru găuri) în care sunt minoritare, prin fenomen de difuzie. Procedând astfel, ei lasă în urmă ioni de sarcini opuse, care asigurau neutralitatea electrică a semiconductoarelor N și P înainte de a intra în contact. În cele din urmă, electronii (respectiv găurile) care s-au deplasat spre zona P se recombină cu găurile majoritare (respectiv cu electronii majoritari din zona N).

Există, prin urmare, apariția în semiconductorul de tip N a unei zone lipsite de electroni la joncțiune (respectiv o zonă lipsită de găuri în semiconductorul de tip P), în timp ce această zonă conține încă ioni rezultați. Atomi dopanți. Acești ioni a căror sarcină totală Q> 0 (Q <0 în zona P) nu mai este compensată de electroni creează un câmp electric care poate fi calculat prin integrarea ecuației Poisson .
Juxtapunerea acestor două zone lipsite de purtători liberi și încărcați electric constituie zona de epuizare.

Câmpul electric generat de această zonă, orientat în direcția sarcinilor pozitive (în zona N) spre sarcinile negative (în zona P), conduce electronii și găurile în direcția opusă fenomenului de difuzie. Astfel joncțiunea atinge un echilibru deoarece fenomenul de difuzie și câmpul electric se compensează reciproc.

Note și referințe

  1. Olivier Bonnaud, Componente semiconductoare - De la fizica în stare solidă la tranzistoare, ed. Elipsele, col.  „Technosup”, 2006, 241  p. ( ISBN  978-2-7298-2804-2 ) , p.  90-91 .
  2. Olivier Bonnaud, Componente semiconductoare, op. cit. , p.  93 .

Vezi și tu