Forstå det innebygde potensialet i halvleder-samspill er avgjørende for å designe og analysere elektroniske enheter. Denne artikkelen utforsker praktiske metoder for å bestemme denne viktige parameteren nøyaktig.

Metode 1: Kapasitance-Voltage (C-V) Måling

C-V-målingen innebærer å analysere uttømmingsområdet i en diod. Ved å påføre en reverse forskjøvning og måle kondensen kan det innebygde potensial beregnes ved hjelp av relasjonen:

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

Når V bi er det innebygde potensial, N A og N D er dopingkonsentrasjoner, n i er den inneboende bærerkonsentrasjonen, V R er den påførte reverse bias, og andre symboler har deres vanlige betydninger.

Metode 2: Åpen sirkuitspenningsmetode

Denne metoden måler den åpne kretsspenningen (V OC) av en diod under belysning. V OC er relatert til det innebygde potensialet ved ligningen:

V OC ⁇ V bi - (kT/q) * ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

Her er I L fotostrømmen, og I 0 er metningsstrømmen. Ved å måle V OC og vite de aktuelle verdiene kan V bi anslås.

Metode 3: Electroluminescens og fotoluminescens

Optiske metoder innebærer analyse av utslippsspektraet i forbindelse med samløpet. Den høyeste utslippsbølgelengden gjelder energigapet, som kan brukes til å bestemme det innebygde potensialet indirekte.

Disse metodene er nyttige for materialer der elektriske målinger er utfordrende.

Sammendrag

  • Kapasitance-Voltage måling
  • Open-Circuit Spenning metode
  • Optisk utslippsanalyse