Physics
Полупроводники
p-n переход изнутри: легирование, изгиб зон, обеднённая область и ВАХ диода из честного дрейф-диффузионного решателя.
Что происходит
Стационарная дрейф-диффузионная схема Шарфеттера–Гуммеля рассчитывает потенциал, плотности носителей и ток. Трёхмерные ленты показывают энергетические зоны; движущиеся маркеры поясняют перенос и рекомбинацию. Это не микроскопические траектории и не расчёт выхода излучения. Материал и температура задают физические масштабы единиц. Для идеального диода рост тока в десять раз требует прибавки прямого напряжения ln(10)·kT/q — около 59,5 мВ при 300 K.
Уравнения модуля
Уравнения 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) (диод) Физические единицы: n_i = √(N_c N_v)(T/300)^1.5 exp(−E_g/2kT); при 300 K: Si 6.7e9, Ge 2.3e13, GaAs 2.1e6 1/cm³; 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
