Regió d'agotament
En física de semiconductors, la regió d'agotament, també cridada capa d'agotament, zona d'agotament, regió d'unió, regió de càrrega espacial o capa de càrrega espacial, és una regió aïllant dins d'un material semiconductor dopat a on els portadors de càrrega mòvils s'han difòs o han segut forçats a desaparéixer per un camp elèctric. Els únics elements que queden en la regió d'agotament són impurees donadoras o aceptoras ionizadas. Esta regió de ions positius i negatius sense cobrir es denomina regió d'agotament degut a que en ella s'agoten els portadors i no queda cap que puga transportar corrent. Comprendre la regió d'agotament és clau per a explicar l'electrònica semiconductora moderna: els diodos, els transistors d'unió bipolar, els transistors d'efecte de camp i els diodos de capacitancia variable depenen dels fenomens de la regió d'agotament.
Principi
[editar | editar còdic]Quan un semiconductor de tipo N es posa en contacte en un semiconductor de tipo P (unió P-N), els electrons majoritaris de la cara N (respectivament els buits majoritaris de la cara P) són transportats cap a la zona P (respectivament la zona N per als buits) a on són minoritaris, per difusió. En fer-ho, deixen arrere ions de càrrega oposta, que garantisaven la neutralitat elèctrica dels semiconductors N i P ans que entraren en contacte. Per últim, els electrons (o els buits) que s'han desplaçat a la zona P es recombinan en els buits majoritaris (o en els electrons majoritaris de la zona N) .[1]
Açò dona lloc a l'aparició d'una zona lliure d'electrons en l'unió en el semiconductor de tipo N (respectivament una zona lliure de buits en el semiconductor de tipo P), encara que esta zona encara conté els ions resultants dels àtoms dopantes. Estos ions, la càrrega total dels quals Q > 0 (Q < 0 en la regió P) ya no és compensada pels electrons, creen un camp elèctric que pot calcular-se integrant l'equació de Poisson.[2]
La yuxtaposició d'estes dos zones carregades eléctricamente i sense portadors lliures forma la zona d'agotament.
El camp elèctric generat per esta zona, orientat en el sentit de les càrregues positives (en la zona N) cap a les càrregues negatives (en la zona P), impulsa els electrons i els buits en sentit contrari al fenomen de difusió. L'unió alcança aixina l'equilibri, ya que el fenomen de difusió i el camp elèctric es compensen mútuament.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Olivier Bonnaud, Composants à semiconducteurs – De la physique du solide aux transistors, éd. Ellipses, , 2006, 241 ISBN 978-2-7298-2804-2, Plantilla:Abréviation discrète 90-91.
- ↑ Olivier Bonnaud, Composants à semiconducteurs, , Plantilla:Abréviation discrète 93.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Región de agotamiento» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.