Η κατανόηση του ενσωματωμένου δυναμικού στις συνδέσεις ημιαγωγών είναι απαραίτητη για το σχεδιασμό και την ανάλυση ηλεκτρονικών συσκευών.

Μέθοδος 1: Μέτρηση χωρητικότητας-Voltage (C-V)

Η μέτρηση C-V περιλαμβάνει ανάλυση της περιοχής εξάντλησης μιας διόδου. Με την εφαρμογή μιας αντίστροφης μεροληψίας και τη μέτρηση της χωρητικότητας, το ενσωματωμένο δυναμικό μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τη σχέση:

V bi = (kT/q) *In(N A * N D / n i^2) + V R

Όπου το V bi είναι το ενσωματωμένο δυναμικό, το N A και το N D είναι συγκεντρώσεις ντοπάρισμα, το n i είναι η εγγενής συγκέντρωση φορέα, το V R είναι η εφαρμοζόμενη αντίστροφη μεροληψία και άλλα σύμβολα έχουν τις συνήθεις τους σημασίες.

Μέθοδος 2: Μέθοδος Τάσης ανοικτού κυκλώματος

Η μέθοδος αυτή μετρά την τάση ανοικτού κυκλώματος (V OC) μιας διόδου υπό φωτισμό. Η V OC σχετίζεται με το ενσωματωμένο δυναμικό με την εξίσωση:

V OC ⁇ V bi - (kT/q) *In(I L / I 0)

Εδώ, το I L είναι το φωτοτρέχον, και το I 0 είναι το ρεύμα κορεσμού. Με τη μέτρηση V OC και γνωρίζοντας τις τρέχουσες τιμές, το V bi μπορεί να εκτιμηθεί.

Μέθοδος 3: Ηλεκτροφωταύγγεια και Φωτοφωταύγγεια

Οι οπτικές μέθοδοι περιλαμβάνουν την ανάλυση των φασμάτων εκπομπών της διασταύρωσης. Το μήκος κύματος εκπομπής αιχμής σχετίζεται με το ενεργειακό χάσμα, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό του ενσωματωμένου δυναμικού έμμεσα.

Αυτές οι μέθοδοι είναι χρήσιμες για υλικά όπου οι ηλεκτρικές μετρήσεις είναι προκλητικές.

Περίληψη

  • Μέτρηση χωρητικότητας-Voltage
  • Μέθοδος Τάσης ανοικτού κυκλώματος
  • Ανάλυση οπτικών εκπομπών