Hoe om de spanning berekenen in een Uitputting Regio

Bijna alles wat elektrische energie gebruikt heeft halfgeleider circuits : uw auto, uw koffiezetapparaat , uw computer . De prestaties van deze circuits voort uit het gedrag van elektronen in een geordende reeks atomen of een kristalrooster . Gewoonlijk wordt het rooster vervaardigd uit een basismateriaal van siliciumatomen , met " doteermiddelen " voegde verhogen of verlagen van het aantal elektronen in het materiaal .
" N -type" halfgeleider geschiedt door inbrengen van een doteerstof zoals fosfor , die extra elektronen brengt , terwijl " p -type" een doteerstof zoals boor , waarbij het ​​aantal elektronen reduceert vergeleken het basismateriaal . De interessante eigenschappen plaats bij de verbinding , waarin n - en p-type materialen in contact met elkaar worden gebracht . Een van de dingen die gebeurt is dat de extra elektronen van het n-type hun weg naar de p - kant , en de ontbrekende elektronen van de p - kant , genaamd " holten" hun weg naar de n - kant. De regio tussen geleegd van lading , vandaar de naam " uitputting regio. " Instructies
1

Vind de intrinsieke vervoerder dichtheid , Ni , van het basismateriaal . Voor silicium bij kamertemperatuur , Ni ongeveer 1,5 x 10 ^ 10 dragers /cm ^ 3 .
2

Bereken de thermische spanning van de lading . VT wordt gegeven door de vergelijking
VT = kx T /q ,
waarbij k de constante van Boltzmann - 1,38 x 10 ^ -23 Joule /K ,
T wordt gemeten in kelvin ,
q is het elektron lading - . 1.6 x 10 ^ -19 coulomb
At 300K , dit geeft
VT = 1,38 x 10 ^ -23 x 300 /1,6 x 10 ^ -19 = 0,025

3

Bepaal de acceptor en donor drager dichtheden . Als u een bestaand materiaal , zullen deze worden bepaald door het fabricageproces , en als je het ontwerpen van een materiaal , kiest u deze aan op de eigenschappen die je wilt passen . Ter illustratie , veronderstellen de acceptor dichtheid , NA , is 10 ^ 18/cm ^ 3 en de donor dichtheid, ND , is 10 ^ 16/cm ^ 3 .
4

over Bereken de spanning de uitputting regio met de vergelijking
V = VT x ln (NA x ND /Ni ^ 2 )
Voor het voorbeeld ,
V = 0,025 x ln ( 10 ^ 18 x 10 ^ 16 /(1,5 x 10 ^ 10 ) ^ 2 ) ,
V = 0,79 V.