耗尽区,积累区,反型层,到底什么意思有没有具体形象点的解

发布网友发布时间：2024-09-17 21:51

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热心网友时间：2024-09-24 20:01

耗尽区，积累区，反型层，这些术语在半导体物理学中是描述电荷分布和载流子浓度的关键概念。耗尽区的概念可以被视作两个层面的理解：一是PN结的空间电荷区域，二是MOS结构在施加反向偏压后，因载流子耗尽形成的区域。

MOS结构，由金属、氧化物和半导体构成，其典型构造为金属-二氧化硅-单晶硅。金属与半导体的费米能级不同，形成能带弯曲，即自建电场。能带弯曲主要发生在半导体与氧化物界面一侧。平带电压表示两侧真空能级的差异，是金属侧电荷密度远大于半导体侧的结果。

在半导体表面，接触金属一侧的电荷密度大于半导体侧，引起载流子浓度分布的改变。当在金属上施加等于平带电压的反向偏压时，半导体表面的载流子浓度恢复至掺杂浓度，此时称为平带状态。若施加小于平带电压的偏压，半导体表面载流子浓度将下降，形成耗尽区，进入耗尽状态。

当偏压大于平带电压，半导体表面载流子浓度降低，形成耗尽区。若偏压大于平带电压与费米能级差值的和，即半导体表面的电子浓度超过空穴浓度，多数载流子从空穴转换为电子，此时半导体进入反型状态。反型层即为电子浓度大于空穴浓度的区域。进一步，当偏压超过平带电压与费米能级差值的两倍，电子浓度超过掺杂浓度，少数载流子和多数载流子浓度发生颠倒，半导体进入强反型状态。