Depletion Layer, Space Charge Layer, Space Charge   공핍층, 공핍 영역, 공간전하 영역, 공간 전하

(2017-10-23)
1. 공간 전하(Space Charge) / 공간 고정 전하(Spatially Fixed Charge)반도체 접합 등에서,
     - 내부 또는 외부 전계에 의해 이동 전하 캐리어가 빠져나가고,
     - 그 자리에 남게된 이온화된 불순물 원자 이온공간적으로 고정되어 전하를 띈 것
 

2. 공핍층(空乏層,Depletion Layer),공간전하영역(Space Charge Layer)반도체 내부에 전하운반체(전자,정공)가 없는 접합 부분의 고 저항 영역
     - pn 접합캐리어 확산 및 경계부근 전계에 의해 이동된 캐리어 대부분이 재결합
       되어 자유 캐리어는 없어지고,
     - 격자를 형성하며 움직이지 않는 이온화도너억셉터 만 남게된 고 저항 영역

  ㅇ 내부 전계력 = 반송자 확산력 (균형을 이룸)
        
     - 고정된 도너,억셉터 이온들 간에 내부 전계(Built-in Field)가 형성됨
        . 이에따라, 내부 전위(Built-in Potential)가 생기고,
        . 에너지 전위 장벽(Built-in Potential Barrier)이 나타남

  ㅇ 공간전하밀도 (양쪽 면적이 같아짐)
       
     - 공핍층 전하량 밀도는 Na xp = Nd xn 
        . 양쪽 면적이 같아짐. 즉, 공핍층 전체에서 순 전하량은 0 

  ㅇ 공핍층 폭
     
     - Φbi : 내부 전위


3. 공핍층 특징

  ㅇ 공핍층에는 자유전자(이동 전하)가 없고, 고정된 이온 불순물 전하 만 있음
  ㅇ 역 바이어스 하에서 대부분의 전압이 공핍층에 걸리게 되고, 강한 내부 전계가 형성됨
  ㅇ 이때, 공핍층 내에 생성된 전자 정공 쌍(EHP)은 빠르게 양쪽 전극으로 휩쓸려 가게됨

  ※ [참고] ☞ 공핍 근사 (Depletion Approximation) 참조


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