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常用詞典

耗盡區；勢壘區；阻擋層

例句

Under the approximation of the full depletion, the calculating formulas for the width and electrical field of depletion region are obtained.

提出了熱及電場誘導的多載流子模型，在完全耗盡近似下，得出了耗盡區厚度和電場強度的計算公式。

Looked from the cloud field that, the fog forms has moved in the cloud belt the place and the systematic cloud is west the side clear depletion region.

從雲場上分析，霧形成在雲帶移過的地方和系統性雲系西側的晴空區。

By utilizing the method, the doping concentration of the epitaxial layer is regulated to increase the widening of the depletion region so as to further improve the photon absorption efficiency.

利用本發明的方法，通過外延層的摻雜濃度來調節以增加耗盡區的展寬，可進一步提高光子吸收效率。

However, even slight changes in the meteorology of the region this month could affect the rate of depletion of ozone and how large an area the ozone hole might span.

即使這一地區在本月之内出現任何的天氣變化都有可能影響臭氧含量的變動，并決定臭氧空洞将擴大多少。

The Starkshift of PC peaks relative to ple ones gives a clear indication to the distribution of electricfield in MQW region and the validity of depletion model.

光電流譜峰與激發光譜峰的斯塔克位移提供了多量子阱中電場分布的信息，并證明了耗盡區模型的正确性。

同義詞

|blocking layer;耗盡區；勢壘區；阻擋層

專業解析

在半導體物理學中，耗盡區（Depletion Region） 是指PN結或金屬-半導體接觸附近的一個關鍵區域。其核心特征是該區域内可自由移動的載流子（電子和空穴）濃度極低，近乎“耗盡”，從而形成一個高電阻、缺乏導電電荷的絕緣層。以下是其詳細解釋：

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1. 物理成因與形成機制

當P型半導體（富含空穴）與N型半導體（富含電子）接觸時，由于濃度差異，P區的空穴會向N區擴散，N區的電子則向P區擴散。這種擴散運動導緻：

• 在P區側留下帶負電的不可移動受主離子（如硼原子獲得電子後形成的B⁻）
• 在N區側留下帶正電的不可移動施主離子（如磷原子失去電子後形成的P⁺） 這些固定電荷在界面兩側形成空間電荷區，即耗盡區。該區域内建電場的方向由N區指向P區，阻礙載流子的進一步擴散，最終達到動态平衡。

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2. 電學特性與作用

• 高電阻特性：因缺乏自由載流子，耗盡區電阻遠高于中性半導體區域。
• 勢壘效應：内建電場形成勢壘（稱為“内建電勢”或“接觸電勢”），阻止多數載流子擴散。公式表達為： $$ V_{bi} = frac{kT}{q} lnleft(frac{N_A N_D}{n_i}right) $$ 其中 (N_A) 和 (N_D) 分别為受主/施主濃度，(n_i) 為本征載流子濃度。
• 電容效應：耗盡區寬度隨外加電壓變化，其電容（耗盡層電容）可表示為： $$ C_j = frac{varepsilon A}{W} $$ (varepsilon) 為介電常數，(A) 為結面積，(W) 為耗盡區寬度。

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3. 耗盡區寬度（W）的計算

耗盡區寬度由摻雜濃度和外加電壓共同決定： $$ W = sqrt{frac{2varepsilon (V_{bi} pm V_a)}{q} left( frac{1}{N_A} + frac{1}{N_D} right)} $$ 其中 (V_a) 為外加電壓（正向偏壓取負，反向偏壓取正）。

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4. 在器件中的關鍵作用

耗盡區是半導體器件的核心工作區域：

• 二極管：控制單向導電性，反向偏壓時耗盡區展寬阻斷電流。
• 場效應晶體管（FET）：栅極電壓調制耗盡區寬度，控制溝道導電性。
• 太陽能電池：内建電場分離光生載流子，形成光電流。

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權威參考文獻

1. 半導體物理奠基性研究：Shockley, W. (1949). "The Theory of p-n Junctions in Semiconductors" （貝爾實驗室報告，首次定量分析耗盡區模型）。
2. 現代半導體器件标準教材：Streetman, B. G., & Banerjee, S. K. (2015). Solid State Electronic Devices. 第5章詳細推導耗盡區方程 。
3. IEEE裡程碑文獻：Pierret, R. F. (1996). Semiconductor Device Fundamentals. Addison-Wesley, 第3章 。
4. 開放教育資源：亞利桑那州立大學 "ELE 432: Semiconductor Devices" 課程講義 。

網絡擴展資料

Depletion Region（耗盡區）是半導體物理學中的核心概念，常見于二極管、晶體管等電子器件的分析中。以下是詳細解釋：

1.基本定義

Depletion Region指半導體材料中載流子（電子和空穴）被耗盡的區域，通常出現在PN結或金屬-半導體接觸界面附近。該區域因缺乏自由電荷而呈現高電阻特性，形成阻止電流流動的“勢壘區”或“阻擋層”。

2.形成機制

• 載流子擴散：當P型（富含空穴）和N型（富含電子）半導體結合時，電子和空穴會向對方區域擴散。
• 空間電荷區：擴散導緻交界處形成正負離子層（P區負離子、N區正離子），産生内建電場，阻礙進一步擴散。
• 動态平衡：最終擴散與電場作用達到平衡，形成穩定的耗盡區。

3.關鍵特性

• 寬度：受材料摻雜濃度和外部電壓影響，摻雜濃度越高，耗盡區越窄。
• 電場方向：由N區指向P區，阻礙多數載流子流動，但允許少數載流子漂移。

4.應用領域

• 二極管整流：反向偏置時耗盡區擴大，阻止電流；正向偏置時縮小，允許導通。
• 場效應晶體管（FET）：通過栅極電壓調節耗盡區寬度，控制導電通道的通斷。

5.相關術語

• 勢壘（Barrier）：耗盡區形成的電勢差。
• 反向偏置（Reverse Bias）：外部電壓擴大耗盡區，增強絕緣性。

如需進一步了解半導體器件工作原理，可參考電子學教材或專業文獻。

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