Att förstå den inbyggda potentialen i halvledarjunktioner är avgörande för att utforma och analysera elektroniska enheter. Denna artikel utforskar praktiska metoder för att bestämma denna viktiga parameter noggrant.

Metod 1: Kapacitans-Voltage (C-V) Mätning

C-V-mätningen innebär att analysera utarmningsregionen i en diod. Genom att tillämpa en omvänd bias och mäta kapacitansen kan den inbyggda potentialen beräknas med hjälp av relationen:

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

Där V bi är den inbyggda potentialen, är N A och N D dopingkoncentrationer, n i är den inneboende bärarkoncentrationen, V R är den tillämpade omvända bias, och andra symboler har sina vanliga betydelser.

Metod 2: Open-Circuit Voltage Method

Denna metod mäter öppen kretsspänning (V OC) av en diod under belysning. V OC är relaterad till den inbyggda potentialen genom ekvationen:

]V OC ≈ V bi - (kT/q) * ln(I L/I 0)[]]]

Här är I L fotoströmmen och I 0 är mättnadsströmmen. Genom att mäta V OC och känna till de aktuella värdena kan V bi uppskattas.

Metod 3: Elektroluminescens och fotoluminescens

Optiska metoder innebär att analysera utsläppsspektra av korsningen. Högre utsläppsvåglängden avser energiklyftan, som kan användas för att bestämma den inbyggda potentialen indirekt.

Dessa metoder är användbara för material där elektriska mätningar är utmanande.

Sammanfattning

  • Kapacitans-Voltage mätning
  • Open-Circuit Voltage metod
  • Optisk emissionsanalys