Kako izračunati napetosti v regiji izčrpavanje

Skoraj vse, ki uporablja električno energijo ima polprevodniških vezij : tvoj avto , tvoj aparat za kavo , vaš računalnik . Izvajanje teh vezij izhaja iz obnašanja elektronov v urejene paleto atomi ali kristalne mreže . Ponavadi je mreža izdelana iz osnovnega materiala silicijevih atomov , z " dopantov " dodana za povečanje ali zmanjšanje števila elektronov v materialu.
" N - tipa " polprevodniški se doseže z dopantom kot fosfor , ki prinaša dodatne elektrone , ker " p - tipa " ima dopant , kot je borov , ki zmanjšuje število elektronov v primerjavi z osnovni material . Zanimive lastnosti poteka pri stičišču, kjer sta n in p - tipa materiali spravimo v stik z drugo. Ena od stvari, ki se zgodi, da ekstra elektronov iz n- tipa, svojo pot do stranjo p , in manjkajoče elektrone iz stranjo p , imenovane "luknje ", da bi svojo pot na - strani n . Regija med izprazni brezplačno, od tod tudi ime " izčrpavanje regiji . " Navodila

1

najti prave gostote prevoznika , Ni, osnovnega materiala. Za silicija pri sobni temperaturi , Ni je približno 1,5 x 10 ^ 10 prevozniki /cm ^ 3 .
2

Izračunaj toplotno napetost brezplačno . VT je podana z enačbo
VT = kx T /q ,
, kjer je k Boltzmannova konstanta - 1,38 x 10 ^ -23 Joule /K ,
T se meri v kelvinih ,
qelektronov naboj - . 1,6 x 10 ^ -19 Coulomb
Na 300K , to daje
VT = 1,38 x 10 ^ -23 x 300 /1,6 x 10 ^ -19 = 0,025

3

Ugotovite akceptorju in prevoznika donator gostote . Če imate obstoječe gradivo , bodo ti , ki jih določi procesom proizvodnje , in če ste načrtovanju materiala , boste izbrali to , da se ujemajo z značilnostmi , ki jih želite . Za ilustracijo predpostavimo,gostota akceptor , NA, je 10 ^ 18/cm ^ 3 ingostota donator , ND , je 10 ^ ^ 3 16/cm .
4

Izračunaj napetost po vsej regija izčrpavanje z enačbo
v = VT x ln ( x nA ND /NI ^ 2)
za primer,
v = 0,025 x ln ( 10 ^ 18 x 10 ^ 16 /(1,5 x 10 ^ 10 ) ^ 2) ,
V = 0,79 V.