Den inbyggda potentialen i en p-n-korsning är en viktig parameter som påverkar beteendet hos halvledarenheter. Det kan bestämmas genom olika metoder, inklusive teoretiska beräkningar och experimentella mätningar. Denna guide ger praktiska steg för att uppskatta den inbyggda potentialen noggrant.

Teoretisk beräkning av inbyggd potential

Den vanligaste metoden innebär att man använder dopkoncentrationerna av p-typ och n-typ regioner. Formeln är:

][[[]] = (kT/q)* ln(N]]]a]]]][]][[]]]][]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]][[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[FL]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

Var:

  • ][[]][]= inbyggd potential
  • ]][]] = Boltzmann konstant
  • ][]]= temperatur i Kelvin
  • ]]q[] = elementär laddning
  • ][[]][]] = koncentrationskoncentration av godtagare doping
  • ][[]][]]] = koncentration av dopning av donatorer
  • ][[][]]]= inneboende transportörskoncentration

Experimentella mätmetoder

En praktisk metod innebär att mäta utarmningsbredd och det inbyggda elektriska fältet. Tekniker inkluderar kapacitansspänning (C-V) profilering och nuvarande spänning (I-V) mätningar. Dessa metoder ger empiriska data för att uppskatta potentialen.

Praktiska steg för mätning

För att bestämma den inbyggda potentialen experimentellt:

  • Förbered p-n-korsningsenheten och koppla den till en mätinställning.
  • Utför C-V-mätningar för att få utarmningskapaciteten vid olika spänningar.
  • Plot 1/C[]]]2] kontra spänning och hitta avlyssningen för att uppskatta den inbyggda potentialen.
  • Alternativt mäter du den öppna kretsspänningen under jämviktsförhållanden.