Det innebygde potensialet i et p-n-kryss er en viktig parameter som påvirker atferden til halvlederenheter. Det kan bestemmes gjennom ulike metoder, inkludert teoretiske beregninger og eksperimentelle målinger. Denne guiden gir praktiske skritt for å estimere det innebygde potensialet nøyaktig.

Teoretisk beregning av innebygd potensial

Den vanligste tilnærmingen innebærer å bruke dopingkonsentrasjonene i p-typen og n-typen. Formlen er:

V]bi] = (kT/q) * EKST(N]]a] * N]]d] / n]]i]]2]]]

Hvor:

  • V]bi]] = innebygd potensial
  • k = Boltzmann konstant
  • T = temperatur i Kelvin
  • q = elementær ladning
  • N]a]] = akseptordopingkonsentrasjon
  • N]d]] = donordopingkonsentrasjon
  • n]i]] = inneboende bærerkonsentrasjon

Eksperimentelle målemetoder

En praktisk metode innebærer å måle utslemmingsbredden og det innebygde elektriske feltet. Teknikker inkluderer kondensansespenning (C-V) profilering og strømspenning (I-V) målinger. Disse metodene gir empirisk data for å estimere potensialet.

Praktiske trinn for måling

For å bestemme det innebygde potensialet eksperimentelt:

  • Forbered p-n-kombinasjonsenheten og koble den til en måleoppsett.
  • Utfør C-V-målinger for å oppnå utslemmingskondensansen ved ulike spenninger.
  • Plot 1/C]2 versus spenning og finne avslappingen for å estimere det innebygde potensialet.
  • Alternativt måler du den åpne kretsspenningen under likevektsforhold.