Встроенный потенциал в р-n-переходе является важным параметром, влияющим на поведение полупроводниковых приборов. Его можно определить различными методами, включая теоретические расчеты и экспериментальные измерения. В этом руководстве предусмотрены практические шаги для точной оценки встроенного потенциала.

Теоретический расчет встроенного потенциала

Наиболее распространенный подход предполагает использование допинговых концентраций р-типа и n-типа регионов. Формула такова:

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

Где:

  • Vbi = встроенный потенциал
  • k = постоянная Больцмана
  • T = температура в Кельвине
  • q = элементарный заряд
  • Na = концентрация допинга акцептора
  • Nd = донорская допинг-концентрация
  • ni = внутренняя концентрация носителей

Методы экспериментальных измерений

Один из практических методов включает измерение ширины истощения и встроенного электрического поля. Методы включают профилирование емкости-напряжения (C-V) и измерения тока-напряжения (I-V). Эти методы предоставляют эмпирические данные для оценки потенциала.

Практические шаги для измерения

Для экспериментального определения встроенного потенциала:

  • Подготовьте устройство p-n перехода и подсоедините его к установке измерения.
  • Выполняйте измерения C-V для получения емкости истощения при различных напряжениях.
  • Участок 1/C2 против напряжения и найдите перехват для оценки встроенного потенциала.
  • В качестве альтернативы, измеряйте напряжение открытого замыкания в условиях равновесия.