Транзисторы

от него основной объем полупроводника. С углублением от поверх­ности поле в объеме полупроводника, спадает до нуля и глубоко расположенные слои полупроводника остаются электрически нейтральными. С энергетической точки зрения действие внешнего поля на полупроводник сводится к искривлению зон энергети­ческой диаграммы вблизи поверхности полупроводника. Рас­смотрим этот эффект на примере полупроводника типа р, уровень Ферми которого располагается между валентной зоной и середи­ной запрещенной зоны (рис. 4-30, а).

Если к металлическому электроду приложен отрицательный относительно полупроводника потенциал, то у поверхности полу­проводника образуется слой, концентрация основных носителей — дырок в котором больше разности концентраций ионизированных акцепторов и доноров. Этот слой называют обогащенным. Обогащение дырками равнозначно искривлению зон энергетиче­ской диаграммы вверх (рис. 4-30, б). Степень этого искривления зон зависит от потенциала металлического электрода и свойства среды, заполняющей промежуток между электродом и полупроводником.

Если к металлическому электроду приложен положительный потенциал, то на поверхности полупроводника образуется обед­ненный дырками слой, что равнозначно искривлению зон энергетической диаграммы вниз (рис. 4-30, виг). При сравни­тельно небольших положительных потенциалах металлического электрода, пока уровень Ферми в поверхностном слое все еще остается ниже середины запрещенной зоны, поверхностный слой сохранит прежний тип электропроводности, но величина удельной электропроводности этого слоя уменьшится (рис. 4-30, в). Если же величина положительного потенциала металлического элек­трода, а, следовательно, и внешнего электрического поля таковы, что при искривлении зон энергетической диаграммы уровень Ферми оказывается выше середины запрещенной зоны, то это оз­начает, что на поверхности полупроводника образуется слой с электропроводностью другого типа — типа п. Этот слой назы­вается инверсным (рис. 4-30, г).

Если в качестве исходного материала взять полупроводник ?г-типа, то обогащенный основными носителями (электронами) поверхностный слой с повышенной удельной электропроводностью образуется при положительном потенциале на металлическом электроде (это соответствует загибу зон энергетической диаграммы вниз), а образование обедненного электронами поверхностного слоя (а также инверсного слоя с дырочной электропроводно­стью) — при отрицательном потенциале на металлическом элек­троде.