Physics
Halbleiter
Der p-n-Übergang von innen: Dotierung, Bandverbiegung, Verarmungszone und die Diodenkennlinie aus einem ehrlichen Drift-Diffusions-Löser.
Was passiert
Jede Schieberbewegung löst den Übergang mit dem Industriestandard neu - dem Scharfetter-Gummel-Drift-Diffusions-Schema; nichts hier ist ein Trickfilm. Sehen Sie die Bänder sich um exakt V_bi = ln(N_A·N_D) verbiegen, die schattierte Verarmungszone unter Spannung wie √(V_bi − V) atmen und die Quasi-Fermi-Niveaus aufspalten, wenn Sie die Diode in Durchlass schieben. Elektronen- und Löcherpunkte drängen sich dorthin, wo die gelösten Dichten sie hinstellen, und strömen hindurch, sobald Strom fließt. Die Kennlinie darunter erklimmt die Shockley-Steigung von einer Dekade pro kT und richtet tausendfach gleich; schalten Sie das Licht ein, und ein exakt intensitätslinearer Fotostrom zieht die Kurve ins Solarzellen-Gebiet.
Gleichungen des Moduls
Gleichungen J_n = q n μ_n E + q D_n dn/dx, J_p = q p μ_p E − q D_p dp/dx d²φ/dx² = −q (p − n + N_D − N_A) / ε I = I_s (exp(qV / kT) − 1) (Diode) reale Einheiten: n_i = √(N_c N_v)(T/300)^1.5 exp(−E_g/2kT) - Si 6.7e9, Ge 2.3e13, GaAs 2.1e6 1/cm³ bei 300 K; L_D = √(εkT/q²n_i) - Si 50 µm, Ge 1.0 µm, GaAs 2.9 mm; J_unit = qD_n n_i/L_D - Si 7.7e-6, Ge 3.6, GaAs 2.6e-10 A/cm²; I = J·J_unit·1 mm²
