Physics
Semiconduttori
La giunzione p-n dall'interno: drogaggio, piegamento delle bande, zona di svuotamento e la curva I-V del diodo da un onesto solutore drift-diffusion.
Cosa succede
Ogni mossa di un cursore risolve di nuovo la giunzione con lo schema drift-diffusion di Scharfetter-Gummel, lo standard industriale - niente qui è un cartone animato. Guardate le bande piegarsi esattamente di V_bi = ln(N_A·N_D), la zona di svuotamento ombreggiata respirare come √(V_bi − V) sotto polarizzazione, e i quasi-livelli di Fermi separarsi quando spingete il diodo in diretta. I punti di elettroni e lacune si affollano dove le densità risolte li mettono e scorrono appena passa corrente. La curva I-V sale la pendenza di Shockley di una decade per kT e raddrizza mille volte; accendete la luce e una fotocorrente, esattamente lineare nell'intensità, trascina la curva nel territorio fotovoltaico.
Equazioni del modulo
Equazioni 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) (diodo) unità reali: 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 a 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
