Téměř vše, co se používá elektrické energie má polovodičových obvodů : vaše auto , váš kávovar , počítač. Výkon těchto okruhů vychází z chování elektronů v rámci spořádané pole atomů , nebo krystalové mřížce . Obvykle ,mřížka je vyrobena z materiálu, základní atomů křemíku , s příměsí “ “ přidány pro zvýšení nebo snížení počtu elektronů v materiálu . v pračce “ N -type “ polovodičů se provede přidáním příměsi , jako jsou například fosfor , který přináší další elektrony , vzhledem k tomu, “ p – typu “ má příměsi , jako jsou například bor, který snižuje počet elektronů ve srovnání s základní materiál . Mezi zajímavé vlastnosti se konají na křižovatce , kde se n – a p – typ materiály přivedl do kontaktu s druhými. Jedna z věcí , která se stane je , že další elektrony z n – typu , aby jejich cesta k p- straně , a chybějící elektrony z p – straně , tzv. “ díry „, aby jejich cesta na n – straně . Oblast mezi vyprázdní poplatku , proto jméno “ vyčerpání region . “ Pokyny dovolená 1
najít vnitřní hustotu nosič , Ni , základního materiálu . Pro křemíku při teplotě místnosti , Ni je asi 1,5 x 10 ^ 10 nosiče /cm ^ 3 .
2
výpočet tepelné napětí šarže. VT je dána rovnicí br VT = kx T /q ,
kde k je Boltzmannova konstanta – 1,38 x 10 ^ -23 Joule /K , br T se měří ve stupních Kelvina ,
q jenáboj elektronu – . 1.6 x 10 ^ -19 coulomb v pračce V 300K , to dává br VT = 1,38 x 10 ^ -23 x 300 /1,6 x 10 ^ -19 = 0,025
3
Určete akceptoru a nosné dárce hustoty . Máte-li existující materiál , budou určeny podle výrobního procesu , a pokud jste navrhování materiálu , si vyberete ty , aby odpovídala vlastnosti , které chcete . Pro účely ilustrace předpokládejme, že hustota akceptor , NA , je 10 ^ 18/cm ^ 3 ahustota dárce , ND , je 10 ^ ^ 3 16/cm .
4
Vypočtěte napětí na region vyčerpání s rovnicí br v = VT x ln ( x nA ND /Ni ^ 2 )
Pro příklad , br v = 0,025 x ln ( 10 ^ 18 x 10 ^ 16 /( 1,5 x 10 ^ 10 ) ^ 2 ) ,
V = 0,79 V.