אזור דלדול
 |
||
| יש לשכתב ערך זה. ייתכן שהערך מכיל טעויות, או שהניסוח וצורת הכתיבה שלו אינם מתאימים. | |
בפיזיקה של מוליכים למחצה, אזור הדלדול (נקרא גם אזור המחסור או אזור הצמצום; באנגלית: depletion region) הוא אזור מבדד אשר נמצא בתווך מוליך של חומר מוליך למחצה מאולח. באזור זה נושאי המטען הניידים (אלקטרונים או חורים) עברו התאחות (רקומבינציה, recombination), כלומר, באזור זה חסרים נושאי מטען ניידים.
הבנת הפיזיקה של אזור הדלדול היא המפתח להבנת אלקטרוניקה מודרנית של מוליכים למחצה ודרך פעולתם של רכיבים נפוצים כגון דיודה, טרנזיסטור MOSFET או טרנזיסטור ביפולרי.
הסבר פיזיקלי
[עריכת קוד מקור | עריכה]אזור הדלדול נוצר במעבר בצומת PN של מוליך למחצה כאשר הצומת נמצא בשיווי משקל תרמודינמי. באזור מוליך למחצה מסוג N אלקטרונים יהיו נושאי המטען הניידים ובאזור מוליך למחצה מסוג P חורים יהיו נושאי המטען הניידים. החומר כולו הוא נייטרלי, כלומר באזורים השונים יש נושאי מטען נייחים הפוכים בסימנם לנושאי המטען הניידים. נושאי המטען הניידים יתפשטו בפעפוע (diffusion) לעבר האזורים בהם יש ריכוז נמוך של נושאי מטען דומים; אלקטרונים ינדדו לעבר אזור P, וחורים ינדדו לעבר אזור N. כאשר חורים ואלקטרונים נפגשים מתרחשת התאחות, כלומר האלקטרונים ירדו מפס ההולכה וימלאו את החורים שבפס הערכיות. באזור המגע בין הסוגים נשארים רק המטענים הנייחים (חיוביים באזור N ושליליים באזור P). תהליך זה ממשיך להתרחש עד אשר נוצר שיווי משקל חדש בו השדה החשמלי הסטטי שנוצר מהמטענים הנייחים גדול מספיק כדי לדחות את המטענים הניידים ולמנוע את המשך הפעפוע שלהם לעבר האזור האחר.
אינטגרל על השדה האלקטרוסטטי באזור הדלדול שווה להפרש הפוטנציאל הפנימי, או מחסום הפוטנציאל של הצומת.
ממתח אחורי הוא מתח המופעל על צומת PN על ידי חיבור אזור P לאלקטרודה השלילית וחיבור אזור N לאלקטרודה החיובית. ממתח חיובי הוא מתח המופעל על צומת PN על ידי חיבור אזור N לאלקטרודה שלילית וחיבור אזור P לאלקטרודה חיובית.
בממתח אחורי החורים שבאזור P ימשכו לאלקטרודה השלילית והאלקטרונים שבאזור N ימשכו לאלקטרודה החיובית. תהליך זה ירחיב את אזור הדלדול המבדד ולא יזרום זרם חשמלי בצומת. בממתח קִדמי החורים שבאזור P ידחו מהאלקטרודה החיובית והאלקטרונים שבאזור N ידחו מהאלקטרודה השלילית. תהליך זה יצמצם את אזור הדלדול. בממתח קדמי מספיק גדול, תהליך זה יבטל את אזור הדלדול ויאפשר לזרם חשמלי לזרום בצומת.
