Ширина обедненной зоны

Вслучае сильного легирования n – области все приложенное напряжение смещения падает на p -область, поскольку ее сопротивление больше (приблизительно N_d/N_a раз).Такая ситуация характерна для полупроводниковых детекторов, и в этом случае ширина обедненной зоны

,

где k – диэлектрическая постоянная полупроводника; N_a – плотность электрически активных центров в слаболегированной области. Если в полупроводнике р -типа есть и донорные уровни, то N_a – разность между концентрациями доноров и акцепторов; U – напряжение смещения; U_o – скачок потенциала на переходе; U₀ 0, 7 Bдля Si и U₀ 0, 3 Bдля Ge. Число основных носителей для неохлажденного примесного полупроводника приближенно равно числу атомов примеси (N_a в нашем примере), следовательно, ширину обедненной зоны можно выразить через удельное сопротивление и подвижность основных носителей слаболегированного материала. Учитывая, что всегда U > U о, и для оценки считая подвижность постоянной, получаем приближенное выражение для ширины обедненной зоны d. Для кремния

,

где ρ – в к ом ·см, U – вBдля U = 500 Bи ρ – 20 к ом ·см, а именно таким сопротивлением обладают лучшие образцы р -кремния, находим d = 0, 13 см.

Показательно, что для получения чувствительной области глубиной 0, 1 сми площадью 1 см²с однородным счетчиком при хорошем отношении сигнала к шуму нужен был бы полупроводник с удельным сопротивлением, равным примерно 10⁹ Oм ·см. Величина максимальной напряженности электрического поля в переходе такого типа дается выражением

.

Эта величина интересна по двум причинам. Если Е _макс достигает значений, больших 2^.10⁴ B/см, то возможно возникновение вторичной ионизации. Кроме того, если скорость дрейфа носителей, равная произведению E·μ, достигает значений, сравнимых с тепловой скоростью электронов в решетке (~10⁷ см/с), то она перестает зависеть от напряженности электрического поля. Этот эффект может оказаться важным, при оценке времени собирания носителей.