Physics
Półprzewodniki
Złącze p-n od środka: domieszkowanie, zaginanie pasm, obszar zubożony i charakterystyka diody z uczciwego solvera dryfowo-dyfuzyjnego.
Co się dzieje
Każdy ruch suwaka rozwiązuje złącze od nowa schematem dryfowo-dyfuzyjnym Scharfettera-Gummela, przemysłowym standardem - nic tu nie jest kreskówką. Patrz, jak pasma zaginają się dokładnie o V_bi = ln(N_A·N_D), jak zacieniony obszar zubożony oddycha jak √(V_bi − V) pod napięciem i jak kwazipoziomy Fermiego rozszczepiają się, gdy pchasz diodę w kierunku przewodzenia. Punkty elektronów i dziur tłoczą się tam, gdzie stawiają je rozwiązane gęstości, i płyną, gdy tylko popłynie prąd. Charakterystyka wspina się po nachyleniu Shockleya - dekada na kT - i prostuje tysiąckrotnie; włącz światło, a fotoprąd, dokładnie liniowy w natężeniu, ściągnie krzywą w rejony ogniwa słonecznego.
Równania modułu
Równania 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) (dioda) jednostki rzeczywiste: 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 i 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
