Vsebina
Osiromašena regija je materialni prostor, ki obstaja v vseh polprevodniških elektronskih napravah. To območje sestavljajo nepremični pozitivni in negativni naboji, povezani z drugimi v polprevodniški napravi, ki delujejo kot nevtralno stičišče med pozitivnimi (P) in (N) negativnimi deli. To področje je zelo pomembno v okviru polprevodniških diod, ki so elektronske naprave za prenos električnega toka v eno smer. Kolektivne učinke deplecijskega območja v diodah lahko prepoznamo z razumevanjem mehanizmov njihovih funkcij in značilnosti.
Teorija
Polprevodniška dioda nastane z difuzijo polprevodniških materialov tipa P (pozitivno nabit) in tipa N (z negativnim nabojem). Temu difuziji hitro sledi izmenjava delcev P-tipa in N-tipa med obema materialoma na medsebojnem stiku, kar povzroči nevtralni prostor, ki deli dele P in N. Ta vmesni prostor vsebuje PN delce, ki so običajno povezani v simetriji, tako da oba delca tipa N, pri čemer imajo delci P svoje delce v skladu z njihovimi omejevalnimi. Na ta način se med materiali z nasprotnimi obremenitvami znotraj polprevodniške diode ustvari vrzel ali reža, ki pomaga ohranjati njeno operativno ravnovesje.
Funkcije
Osiromašena regija pomaga preprečevati propad delcev tipa P s tistimi tipa N v polprevodniški diodi. Dejansko imajo delci N-tipa večji potencial kot delci P-tipa, zato delci N-tipa privlačijo delce tipa P, ki se spajajo takoj, ko se energija prenaša na stičišču. Vendar pa deplecijska regija tukaj deluje kot potencialna pregrada med dvema odsekoma in takoj omeji njihovo spenjanje. Ta potencialna pregrada ima napetost od 0,3 do 0,7 voltov v različnih vrstah diod.
Funkcije
Silo in zasedeno območje izčrpavajočega območja se spreminjata glede na smer toka delcev ali pa samo s tokom. Za to smer so značilne obratne in neposredne polarnosti obratovalnih karakteristik diod. V načinu obratnega pristajanja oddelek N-tipa privlači vse več delcev iz odseka P-tipa, kar ima za posledico ojačanje deplecijske regije. Prav tako v neposrednem načinu delci P-tipa privlačijo delce N-tipa, zaradi česar se območje izčrpavanja zoži. Vendar pa je ta potencialna pregrada, ki jo ustvari izpraznjena regija, podvržena kolapsu, če se nanjo povečajo velike napetosti.
Pomen
Diodi omogočajo tok v samo eni smeri in jih blokirajo v nasprotni smeri. Ta glavna značilnost je dosežena le z ustvarjanjem deplecijske regije in njenim polarizacijskim načinom, ki skupaj opredeljuje smer, v kateri se morajo naboji gibati. Poleg tega ustvarjanje območja izčrpavanja naravno omogoča, da dioda deluje kot usmernik, ki je naprava, ki pretvarja izmenični tok (AC) v enosmerni tok (DC).