Como calcular tensão em uma região de depleção

Quase tudo que usa energia elétrica tem circuitos semicondutores : seu carro, sua cafeteira, seu computador. O desempenho desses circuitos decorre do comportamento dos elétrons dentro de um conjunto ordenado de átomos , ou uma rede cristalina. Normalmente , a estrutura é feita de um material de base de átomos de silício , com " dopantes " adicionados para aumentar ou diminuir o número de electrões no material .
semicondutor " tipo-N " é feito através da introdução de um agente dopante , tais como o fósforo , o que traz electrões adicionais , ao passo que " tipo - p " tem um dopante tal como o boro , o que reduz o número de electrões em relação ao o material de base . As propriedades interessantes ocorrer na junção , onde N e os materiais do tipo p são postos em contacto um com o outro . Uma das coisas que acontece é que os elétrons extras do tipo n fazem o seu caminho para lado p , e os elétrons que faltam do lado p , chamado de "buracos ", fazer o seu caminho para o lado n . A região entre é esvaziada de carga , daí o nome " região de depleção . " O Instruções
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Encontre o densidade de portadores intrínseco , Ni, do material de base. Para o silício à temperatura ambiente , Ni é de cerca de 1,5 x 10 ^ 10 transportadores /cm ^ 3 .
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Calcule a tensão térmica da carga. VT é dada pela equação
VT = kx T /q ,
onde k é a constante de Boltzmann - 1,38 x 10 ^ -23 Joule /K ,
T é medido em graus Kelvin ,
q é a carga do elétron - . 1.6 x 10 ^ -19 Coulomb
a 300K , isso dá
VT = 1,38 x 10 ^ -23 x 300 /1,6 x 10 ^ -19 = 0,025

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Determine o aceitante e portador doador densidades. Se você tem um material existente , estes serão determinados pelo processo de fabricação , e se você está projetando um material, você vai escolher estes para coincidir com as características que você deseja. Para fins de ilustração , assumir a densidade de receptor , NA, é de 10 ^ 18 /^ 3 cm e a densidade de doadores , ND , é de 10 ^ 16 /cm ^ 3 .
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Calcular a tensão através região de depleção com a equação
V = VT x ln (NA x ND /Ni ^ 2)
Para o exemplo ,
V = 0,025 x ln ( 10 ^ 18 x 10 ^ 16 /(1,5 x 10 ^ 10) ^ 2) ,
V = 0,79 V.