Méthodes pratiques pour déterminer le potentiel intégré dans les jonctions semiconducteurs
Il est essentiel de comprendre le potentiel intégré des jonctions semi-conducteurs pour concevoir et analyser les appareils électroniques. Cet article explore les méthodes pratiques pour déterminer avec précision ce paramètre important.
Méthode 1: Mesure de la capacité-tension (C-V)
La mesure C-V consiste à analyser la région d'épuisement d'une diode. En appliquant un biais inverse et en mesurant la capacité, le potentiel intégré peut être calculé en utilisant la relation :
V bi = (kT/q) * ln(N A * N D / n i^2) + V R
Lorsque V bi est le potentiel intégré, N A et N D sont des concentrations de dopage, n i est la concentration porteuse intrinsèque, V R est le biais inverse appliqué, et d'autres symboles ont leurs significations habituelles.
Méthode 2 : Méthode de tension en circuit ouvert
Cette méthode mesure la tension en circuit ouvert (V OC) d'une diode sous éclairage. La V OC est liée au potentiel intégré par l'équation:
V OC -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Ici, I L est le photocurrent, et I 0 est le courant de saturation. En mesurant V OC et en connaissant les valeurs actuelles, V bi peut être estimé.
Méthode 3 : Electroluminescence et photoluminescence
Les méthodes optiques consistent à analyser les spectres d'émission de la jonction. La longueur d'onde d'émission maximale se rapporte à la discontinuité énergétique, qui peut être utilisée pour déterminer indirectement le potentiel intégré.
Ces méthodes sont utiles pour les matériaux où les mesures électriques sont difficiles.
Résumé
- Mesure de la capacité-tension
- Méthode de tension en circuit ouvert
- Analyse optique des émissions