Ako vypočítať napätie na vyčerpanie regiónu

Takmer všetko , čo sa používa elektrickej energie má polovodičových obvodov : vaše auto , váš kávovar , počítač . Výkon týchto okruhov vychádza zo správania elektrónov v rámci usporiadanej pole atómov , alebo kryštálovej mriežke . Zvyčajne , mriežka je vyrobená z materiálu , základné atómov kremíka , s prímesou " " pridané pre zvýšenie alebo zníženie počtu elektrónov v materiáli . v práčke " N - type " polovodičov sa vykoná pridaním prímesi , ako sú napríklad fosfor , ktorý prináša ďalšie elektróny , vzhľadom k tomu , " p - typu " má prímesi , ako sú napríklad bór , ktorý znižuje počet elektrónov v porovnaní s základný materiál . Medzi zaujímavé vlastnosti sa konajú na križovatke , kde sa n - a p - typ materiály priviedol do kontaktu s druhými . Jedna z vecí , ktorá sa stane je , že ďalšie elektróny z n - typu , aby ich cesta k p -strane , a chýbajúce elektróny z p - strane , tzv " diery " , aby ich cesta na n- strane . Oblasť medzi vyprázdni poplatku , preto meno " vyčerpania región . " Pokyny dovolená 1

nájsť vnútornú hustotu nosič , Ni , základného materiálu . Pre kremíka pri teplote miestnosti , Ni je asi 1,5 x 10 ^ 10 nosiče /cm ^ 3.
2

výpočet tepelnej napätia šarže . VT je daná rovnicou br VT = kx T /q ,
kde k je Boltzmannova konštanta - 1,38 x 10 ^ -23 Joule /K , br T sa meria v stupňoch Kelvina ,
q je náboj elektrónu - . 1.6 x 10 ^ -19 coulomb v práčke v 300K , to dáva br VT = 1,38 x 10 ^ -23 x 300 /1,6 x 10 ^ -19 = 0,025

3

Určte akceptora a nosné darcu hustoty . Ak máte existujúcu materiál , budú určené podľa výrobného procesu , a ak ste navrhovaní materiálu , si vyberiete tie , aby zodpovedala vlastnosti , ktoré chcete . Na účely ilustrácie predpokladajme , že hustota akceptor , NA , je 10 ^ 18/cm ^ 3 a hustota darcu , ND , je 10 ^ ^ 3 16/cm .
4

Vypočítajte napätie na región vyčerpania s rovnicou br V = VT x ln ( x NA ND /Ni ^ 2 )
Pre príklad , br V = 0,025 x ln ( 10 ^ 18 x 10 ^ 16 /( 1,5 x 10 ^ 10 ) ^ 2 ) ,
V = 0,79 V.