Comment calculer la tension dans une région appauvrissement

Presque tout ce qui utilise l'énergie électrique a circuits semi-conducteurs : votre voiture, votre cafetière , votre ordinateur . Les performances de ces circuits vient du comportement des électrons au sein d'un réseau ordonné d'atomes , ou un réseau cristallin . Habituellement , le treillis est réalisé en un matériau à base d'atomes de silicium , avec des " dopants " ajoutés pour augmenter ou diminuer le nombre d'électrons dans le matériau.
" type N " semi-conducteur est réalisé par l'introduction d' un dopant tel que le phosphore , ce qui amène des électrons supplémentaires , alors que " du type p " a un dopant tel que le bore , qui permet de réduire le nombre d'électrons par rapport à le matériau de base . Les propriétés intéressantes ont lieu à la jonction , où les matériaux de type n et p sont mis en contact avec une autre . Une des choses qui se passe , c'est que les électrons supplémentaires du type n font leur chemin vers le côté p , et les électrons manquants du côté p , appelés « trous », font leur chemin vers le côté n . La région entre est vidé de la charge , d'où le nom " région d'appauvrissement . " Instructions
Le 1

Trouver la densité de porteurs intrinsèque , Ni , du matériau de base . Pour le silicium à la température ambiante , Ni est d'environ 1,5 x 10 ^ 10 transporteurs /cm ^ 3 .
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Calculer la tension thermique de la charge . VT est donnée par l'équation
VT = kx T /q ,
où k est la constante de Boltzmann - 1,38 x 10 ^ -23 Joule /K ,
T est mesurée en kelvin ,
q est la charge de l'électron - . 1,6 x 10 ^ -19 coulomb
a 300K , ce qui donne VT = 1,38
x 10 ^ -23 x 300 /1,6 x 10 ^ -19 = 0,025

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Déterminer les accepteurs et donneurs porteurs de densités . Si vous avez un matériel existant , ceux-ci seront déterminés par le processus de fabrication , et si vous concevez un matériau , vous choisissez les faire correspondre les caractéristiques que vous voulez . A titre d'illustration , supposons que la densité de l'accepteur , NA , est de 10 ^ ^ 18/cm 3 et la densité des donateurs , ND , est de 10 ^ ^ 16/cm 3 .
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Calculer la tension aux bornes la région d'appauvrissement à l'équation V = VT
x ln ( x NA ND /Ni ^ 2 )
Pour l'exemple ,
V = 0,025 x ln ( x 10 ^ 18 ^ 10 16 /( 1,5 x 10 ^ 10 ) ^ 2 ) ,
V = 0,79 V.