PN接合の空乏層と逆方向バイアス

p型とn型の半導体を接合すると、境界付近で電子と正孔が拡散して再結合し、イオン化したドナーとアクセプタだけが残る空乏層ができます。空乏層の中のイオンの電荷がつくる電位差が内蔵電位で、これがキャリアのそれ以上の拡散を止めています。

逆方向バイアスをかけると接合の電位差が大きくなり、空乏層は広がります。幅は (内蔵電位 + 逆バイアス電圧) の平方根に比例し、両側のイオンの電荷が等しくなるように、濃度の低い側へ大きく広がります。空乏層は電荷を両側に持つコンデンサとして働くので、幅が広がるほど接合容量は小さくなります。