Quasi tutto quello che usa energia elettrica ha circuiti a semiconduttori : la tua auto , la tua macchina per il caffè , il vostro computer. Le prestazioni di questi circuiti deriva dal comportamento degli elettroni all'interno di una serie ordinata di atomi , o un reticolo cristallino . Solitamente , il reticolo è costituito da un materiale di base di atomi di silicio , con " droganti " aggiunti per aumentare o diminuire il numero di elettroni nel materiale .
semiconduttore " tipo N " avviene introducendo un drogante come il fosforo , che porta elettroni extra , mentre " tipo p " ha un drogante come boro , che riduce il numero di elettroni rispetto il materiale di base . Le proprietà interessanti avvengono all'incrocio , dove materiali n - e p - tipo vengono portati a contatto tra loro . Una delle cose che succede è che gli elettroni extra da n -type si dirigono verso il lato p , e gli elettroni mancanti dal lato p , chiamati "buchi ", si dirigono verso il lato n . La regione in mezzo si svuota di carica , da qui il nome di " regione di svuotamento . " Istruzioni
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Trova la densità del vettore intrinseco , Ni , del materiale di base . Per il silicio a temperatura ambiente , Ni è di circa 1,5 x 10 ^ 10 vettori /cm ^ 3 .
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Calcolare la tensione termica della carica . VT è data dall'equazione
VT = kx T /q ,
dove k è la costante di Boltzmann - 1,38 x 10 ^ -23 Joule /K ,
T è misurata in kelvin ,
q è la carica dell'elettrone - . 1.6 x 10 ^ -19 coulomb
A 300K , questo dà VT
= 1,38 x 10 ^ -23 x 300 /1,6 x 10 ^ -19 = 0.025

3

Determinare le accettrici e carrier donatore densità . Se si dispone di un materiale esistente , questi saranno determinati dal processo di fabbricazione , e se si sta progettando un materiale, si sceglieranno questi numeri secondo le caratteristiche desiderate. Ai fini di illustrazione , assumere la densità accettore , NA , è 10 ^ 18/cm ^ 3 e la densità del donatore , ND , è 10 ^ 16/cm ^ 3 .
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Calcolare la tensione ai capi la regione di svuotamento con l'equazione
V = VT x ln ( x NA ND /Ni ^ 2)
Ad esempio ,
V = 0.025 x ln ( 10 ^ 18 x 10 ^ 16 /(1,5 x 10 ^ 10) ^ 2 ) ,
V = 0,79 V.