目錄

• 空間電荷區(qū)
• 耗盡區(qū)
• 區(qū)別

空間電荷區(qū)

空間電荷區(qū)是指PN結(jié)中的一段區(qū)域，在該區(qū)域中，由于摻雜濃度很低，因此幾乎沒有自由載流子，同時(shí)有外加電場(chǎng)的作用，因此電子和空穴將被電場(chǎng)強(qiáng)迫移動(dòng)，從而導(dǎo)致電荷的堆積和空間電荷效應(yīng)的產(chǎn)生。

在空間電荷區(qū)中，由于缺少自由載流子，外加電場(chǎng)不能被屏蔽，因此電場(chǎng)很強(qiáng)，可以達(dá)到幾百萬伏/厘米以上。這種強(qiáng)電場(chǎng)在器件設(shè)計(jì)和應(yīng)用中具有重要的意義，例如在二極管、太陽能電池等高速、高頻電子器件中，空間電荷區(qū)起到了關(guān)鍵的作用。

空間電荷區(qū)的寬度很小，通常只有幾個(gè)納米，但其影響范圍很大。當(dāng)PN結(jié)處于反向偏置狀態(tài)時(shí)，空間電荷區(qū)擴(kuò)大，阻止了電流的流動(dòng)；當(dāng)PN結(jié)處于正向偏置狀態(tài)時(shí)，空間電荷區(qū)縮小，允許電流流過。因此，空間電荷區(qū)的形成和變化對(duì)PN結(jié)的電學(xué)特性和器件性能有著重要的影響。

耗盡區(qū)

耗盡區(qū)是指PN結(jié)中的一段區(qū)域，在該區(qū)域中，由于P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間的摻雜濃度不同，形成了內(nèi)建電勢(shì)，導(dǎo)致少量的自由載流子在該區(qū)域中被剝離，而形成極低的載流子濃度。

在耗盡區(qū)中，由于內(nèi)建電勢(shì)的作用，形成了大量的正負(fù)離子，但是它們不能自由移動(dòng)，因此不會(huì)形成電流。當(dāng)施加外加電壓時(shí)，如果電壓反向偏置，耗盡區(qū)的寬度會(huì)增加，內(nèi)建電勢(shì)也會(huì)增大，進(jìn)一步減少耗盡區(qū)的載流子濃度；如果電壓正向偏置，耗盡區(qū)的寬度會(huì)減小，內(nèi)建電勢(shì)也會(huì)減小，少量的自由載流子會(huì)從N型半導(dǎo)體向P型半導(dǎo)體移動(dòng)，從而形成電流。

耗盡區(qū)的寬度通常是幾十納米到幾百納米之間，是PN結(jié)的關(guān)鍵部分。在PN結(jié)的整流、放大、開關(guān)等器件中，耗盡區(qū)起到了重要的作用。

區(qū)別

載流子類型：空間電荷區(qū)中，由于高斯-穿隧效應(yīng)和熱激發(fā)，會(huì)形成一些自由電子和空穴，但是自由電子和空穴數(shù)量相等，因此不會(huì)形成電流。而在耗盡區(qū)，由于PN結(jié)的內(nèi)建電勢(shì)，形成了大量的正負(fù)離子，但是它們不能自由移動(dòng)，因此也不會(huì)形成電流。

摻雜濃度：空間電荷區(qū)的摻雜濃度很低，幾乎沒有自由載流子，而耗盡區(qū)的摻雜濃度高，但是在PN結(jié)中心區(qū)域，因?yàn)閾诫s濃度的變化，形成了耗盡區(qū)，其中的載流子濃度非常低。

電場(chǎng)：空間電荷區(qū)的電場(chǎng)很強(qiáng)，因?yàn)樵诳臻g電荷區(qū)中，由于缺少自由載流子，外加電場(chǎng)不能被屏蔽，因此電場(chǎng)很強(qiáng)。而在耗盡區(qū)中，由于內(nèi)建電勢(shì)的作用，雖然存在一定的電場(chǎng)，但是很小。

寬度：空間電荷區(qū)的寬度很小，只有幾個(gè)納米，而耗盡區(qū)的寬度較大，數(shù)十個(gè)到數(shù)百個(gè)納米。

功能：空間電荷區(qū)主要用于實(shí)現(xiàn)高速、高頻的電子器件，如二極管、太陽能電池等。而耗盡區(qū)則是PN結(jié)的關(guān)鍵部分，可以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件的整流、放大、開關(guān)等功能。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的PN结的空间电荷区与耗尽区的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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