En semiconductores, las regiones p y n están fuertemente dopadas. ¿Qué sucede en la región de agotamiento?

Voy a suponer que usted sabe acerca de los niveles de fermi y quiere saber qué sucede con la región de agotamiento cuando el dopaje es alto. En caso de que no conozca los niveles de fermi, mire aquí (nivel de Fermi y función de Fermi, estadísticas de Fermi-Dirac – Wikipedia, nivel de Fermi en semiconductores intrínsecos)

Considere un semiconductor tipo P y un tipo N por separado. Como el tipo P tiene más agujeros que electrones, el nivel de fermi estaría más cerca de la banda de valencia, y dado que el número de electrones es mayor que el de los agujeros, el nivel de fermi estaría más cerca de la banda de conducción en un tipo N.

Cuando forma una unión con estos dos semiconductores, el nivel de fermi se alinea. (Dado que en equilibrio ninguna carga debe fluir en ninguna dirección). La flexión de banda ocurre (Flexión de banda – Wikipedia, https://www.researchgate.net/pos…) en la dirección del campo eléctrico y, por lo tanto, en este caso se dobla hacia el lado N. La formación de la región de agotamiento se puede ver fácilmente en esta imagen. (En esta imagen, es la longitud horizontal donde la banda se ha doblado)

Ahora, si el dopaje es demasiado alto, en el lado P el nivel de fermi va por debajo de la banda de valencia y en el lado N el nivel de fermi va por encima de la banda de conducción, y cuando se forma una unión entre estos dos, la flexión de la banda resulta “agresiva” en una región de agotamiento más estrecha. (Mira la foto en el enlace)

1.En primer lugar, todo el diodo de unión pn (aislado) es neutral desde el exterior.

2. La región de agotamiento se forma debido al flujo de portadores mayoritarios en ambos lados, es decir, agujeros desde el lado p y electrones desde el lado n. Debido a la recombinación en la unión de dos materiales, se forma una región de agotamiento, es decir, las cargas descansan y lo hacen no moverse en absoluto. esta corriente es corriente de difusión.

3.Este desarrolla una región negativa en el lado p y una región positiva en el lado n, y obviamente hay un campo eléctrico desde el lado n al lado p, es decir, desde la región positiva a la región negativa.

3.Debido a las condiciones térmicas dentro del diodo pn, hay presencia de electrones libres en el lado p y agujeros libres en el lado n (se denominan portadores minoritarios).

4.el campo eléctrico en la unión atrae electrones desde el lado p hacia el lado n y los agujeros desde el lado n hacia p. Esta es la corriente de deriva y en el equilibrio ambas son iguales (me refiero a las corrientes de difusión y deriva) y la corriente neta es 0 en pn aislado diodo.

La capa de agotamiento será pequeña. Tendrá una mayor capacidad de agotamiento ya que el ancho de la capa de agotamiento dieléctrico es ahora pequeño. Esta región de agotamiento en una unión pn con polarización inversa se puede modular en ancho con el voltaje inverso variable aplicado.

La recombinación tiene lugar en la región de agotamiento. Los portadores de carga, después de sufrir algunas pérdidas debido a este proceso, cruzan la unión y llegan al otro lado, y luego se completa el flujo de corriente.

Nada.

Todavía se forma una región de agotamiento. El ancho de la región de agotamiento es muy pequeño en ambos lados.

¡Muchos libros de texto dan ejemplos de regiones de agotamiento muy delgadas asumiendo que es una estructura 1D en lugar de 2D para simplificar!

Por favor, consulte los conceptos básicos de los semiconductores. La respuesta es demasiado larga para escribir. Espero que no te importe.

Cómo funcionan los semiconductores

Dispositivo semiconductor – Wikipedia