Το ενσωματωμένο δυναμικό σε μια p-n διασταύρωση είναι μια σημαντική παράμετρος που επηρεάζει τη συμπεριφορά των συσκευών ημιαγωγών. Μπορεί να προσδιοριστεί μέσω διαφόρων μεθόδων, συμπεριλαμβανομένων θεωρητικών υπολογισμών και πειραματικών μετρήσεων. Αυτός ο οδηγός παρέχει πρακτικά βήματα για την εκτίμηση του ενσωματωμένου δυναμικού με ακρίβεια.

Θεωρητικός υπολογισμός ενσωματωμένου δυναμικού

Η πιο κοινή προσέγγιση περιλαμβάνει τη χρήση των συγκεντρώσεων ντόπινγκ των περιοχών τύπου p και τύπου n.

Vbi = (kT/q) *In(Na * N]d] / ni2]]

όπου:

  • Vbi = ενσωματωμένο δυναμικό
  • k = σταθερά Boltzmann
  • T = θερμοκρασία στο Κέλβιν
  • q = στοιχειώδες φορτίο
  • Na = συγκέντρωση ντόπινγκ για τον παραλήπτη
  • Nd = συγκέντρωση ντόπινγκ δωρητών
  • ni = εγγενής συγκέντρωση φορέα

Μέθοδοι Πειραματικής Μέτρησης

Οι τεχνικές περιλαμβάνουν την διαμόρφωση προφίλ και τις μετρήσεις της τάσης ρεύματος (I-V) που παρέχουν εμπειρικά δεδομένα για την εκτίμηση του δυναμικού.

Πρακτικά βήματα για μέτρηση

Για να προσδιοριστεί η ενσωματωμένη δυνατότητα πειραματικά:

  • Προετοιμάστε τη συσκευή σύνδεσης p-n και συνδέστε τη σε ρύθμιση μέτρησης.
  • Εκτελέστε μετρήσεις C-V για να αποκτήσετε την ικανότητα μείωσης σε διάφορες τάσεις.
  • Οικόπεδο 1/C2 έναντι τάσης και βρείτε την αναχαίτιση για να υπολογίσετε το ενσωματωμένο δυναμικό.
  • Εναλλακτικά, μετρήστε την τάση ανοικτού κυκλώματος υπό συνθήκες ισορροπίας.