منطقة الشحنة الفراغية

المؤلف:  د/محمد فاروق أحمد و د/محمد خضر كاتب

المصدر:  أسس الإلكترونيات

الجزء والصفحة:  102

11-9-2021

1504

منطقة الشحنة الفراغية

تسمى المنطقة المحيطة بالحد بين المادتين بمنطقة الملتقى الثقبي الإلكتروني وحيث أنه يوجد إختلاف في نوعية حاملات الشحنة وفي كثافتها على جانبي الملتقى تنتشر الحاملات من الوسط الأكثر تركيز إلى الوسط الأقل تركيزا. وبذلك تنتشر الثقوب إلى اليمين عبر الملتقى كما تنتشر الإلكترونات إلى اليسار . لذا نجد ان الثقوب القريبة من الملتقى في المادة الثقبية قد إختفت نتيجة لإنتشارها إلى اليمين وإتحادها مع الإلكترونات التي إنتشرت هي الأخرى من المادة الإلكترونية إلى اليسار. بذلك نجد أن المنطقة القريبة من الملتقى أصبحت لا تحتوي على حاملات حرة كما أن شحنتها أصبحت غير متعادلة فعلى الجانب الأيمن توجد شحنات موجبة لأيونات الذرات الواهبة دون الإلكترونات التي إنتشرت لليسار. وكذلك على الجانب الأيسر توجد شحنات سالبة لأيونات الذرات المتقبلة دون الثقوب التي إنتشرت لليمين .

وهكذا تتكون في منطقة الملتقى p-n شحنة فراغية على الجانبين. وتعتمد كثافة الشحنة الفراغية على كل من نسبة تركيز الشوائب على الجانبين وعلى طريقة تجهيز البلورة. وتسمى المنطقة التي تكونت فيها الشحنة الفراغية حول الملتقى بمنطقة الشحنة الفراغية أو منطقة الإنتقال أو المنطقة الخالية من حاملات الشحنة, ويوضح شكل (1) كيفية توزيع الشحنة الفراغية سواء في منطقة الملتقى أو بعيداً عنها. ويكون تركيز حاملات الشحنة خارج منطقة الشحنة

شكل (1)

الفراغية هو التركيز العادي في المنطقة الثقبية يكون p=N_A وفي المنطقة الإلكترونية يكون التركيز n=N_D . ويعتمد سمك منطقة الشحنة الفراغية أساساً على نسبة تركيز الشوائب وتكون قيمته في حدود طول موجة الضوء المرئي أي في حدود 0.5 ميكرومتر وقد بيناه على الشكل مكبراً بغرض الإيضاح .