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空间电荷效应

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空间电荷效应是半导体中的空间电荷及其相应的空间电荷效应是一个重要的基本概念。在半导体材料和器件中往往会遇到有关的问题，特别是在大电流时空间电荷可能起着决定性的作用。

简介

空间电荷（Space charge）是一个概念，它把多余的电荷（electric charge)视为连续的电荷分布在一个区域空间而不是只在一个电荷点上.这种解释通常运用在当电荷及载流子（carriers）以电子云的方式扩散在固体区域的时候——载流子的充分扩散形成一个空间电荷区，也可解释为在固体中的带电原子或分子遗留的空间电荷区域形成一个空间电荷区。空间电荷效应通常只发生在电介质（包括真空）中，因为在导电介质中，电荷会迅速中和或屏蔽。存在于半导体内部局部区域的剩余电荷即为空间电荷。例如p-n结界面附近处的势垒区，其中就有空间电荷，并从在势垒区中产生出相应的内建电场。

评价

在偏压等外界作用下，在空间电荷区中，载流子的浓度可能超过或者少于其平衡载流子浓度。例如，对于n-p结，空间电荷区主要在p型一边（其中的空间电荷基本上都是电离受主的负电荷）；当加上正向电压时，即有大量电子注入、并通过空间电荷区，则这时在空间电荷区中的电子浓度将超过平衡电子浓度，有np>nopo=ni2；相反，当加上反向电压时，空间电荷区中的电场增强，驱赶载流子的作用更大，则这时在空间电荷区中的电子浓度将低于平衡电子浓度，有np<nopo=ni2。