Föreläsning 5 pn-övergången II: Spänning&ström

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Föreläsning 5 pn-övergången II: Spänning&ström"

Cecilia Barbro Bergman
för 5 år sedan
Visningar:

1 Förläsig 5 -övrgåg : Säig&ström Laddigar vid jämvikt Yttr ålagd säig Laddigar md ålagd säig Diffusiosströmmar Kort diod Förläsig 5, Komotfysik

2 Komotfysik - Kursövrsikt Biolära Trasistorr -övrgåg: kaacitasr Otokomotr -övrgåg: strömmar Mi: Flash, DRAM MOSFET: strömmar MOSFET: laddigar -övrgåg: byggd säig och rymdladdigsområd Doig: -och -ty matrial Laddigsbärar: Elktror, hål och frmiivår Halvldarfysik: badstruktur och badga Ellära: lktriska fält, ottialr och strömmar Förläsig 4, Komotfysik

3 -diod: jämvikt E P bi E C bi byggd Säig (built i ottial) l A VT 2 i D E F E V d 1 2 r 0 D D D A A bi -d d 1 2 r 0 A D D A A bi x=0 d x ε max r 0 d D r 0 d A Förläsig 5, Komotfysik

4 Rkombiatio - Rkombiatio skr it omdlbart. E lktro (hål) har livstid t ia d ka rkombira. E lktro hir röra sig: L ~ v l t Kort halvldar: W << L W Låg halvldar: W >> L W E C E C Rkombiatio Oviktigt! Rkombiatio! E v E v Förläsig 5, Komotfysik

5 -diod: Frå lktroik 5 Currt (ma) P + - d a T Voltag (V) 0 ~ A a ålagd säig T trmisk säig = kt/ idalittsfaktor (1<<2) Varför da fuktio? Vad styr storlk å 0? Vad gr storlk å? Förläsig 5, Komotfysik

6 Frmiivår ålagd säig bi P E F + a Pålaggd yttr säig kvasifrmiivår bi - a För lktror: E F (-sida + RLO) För hål: E F (-sida + RLO) E F a Sarrad md a E F bi miskar md a (d ) hur måga lktror? Förläsig 5, Komotfysik

7 -diod: laddigar 0 E P 0 E C Fria lktror 0 jämvikt E F E V -sida - majoritt Fria lktror 0 0 C V E F E V E kt c E kt ( x) F ( x) -d 0 0 x=0 d x 0 jämvikt P-sida - mioritt Förläsig 5, Komotfysik

8 Framsäig: a ositiv Stor Ström E F -E c E F-E c E F E F V a E F C E E kt F c -d d (d ) >> 0 (-d ) >> 0 E V E kt F Atalt lktror / hål vid d,-d ökar jämfört md jämvikt V Förläsig 5, Komotfysik

9 Backsäig: a gatitv Lit Ström E F -E c E F -V a E F E F C V E E kt F c EV E kt F (d ) 0 (-d ) 0 Atalt lktror / hål vid d,-d miskar jämfört md jämvikt Förläsig 4, Komotfysik

10 Laddigar vid ålägd säig d = i 2 A x a T E F -E c Atalt lktror ökar xotillt md a vid d! E F V a -d d = i 2 d T Förläsig 5, Komotfysik D x a Atalt hålökar xotillt md a vid -d!

11 Elktro koc. (m -3 ) 2 miutrs övig - Elktrokoctratio udr diffusio Elktror diffudrar frå d till W hur måst (x) s ut om rkombiatio ka försummas? 0 d A T d( x) dx W Förläsig 5, Komotfysik

12 Diffusiosströmmar E F V a -V a E F -d d Förläsig 5, Komotfysik

13 Strömmar i halvldar A A ( x) Drift ε ( x) kt d( x) ( x) A( ) dx kt d( x) ( x) A( ) dx ε Diffusio Elktriska fältt (x) 0 i d utrala områdra! Elktrora diffudrar frå d till W vi ka klt bräka hur stor strömm är! Förläsig 5, Komotfysik

14 Kort diod >> d=(d )- 0 0 >> 0 0 E C W P W W P E V W Diffusiosströmar: d( x) A T dx d( x) A T dx Förläsig 5, Komotfysik

(m -3 ) Kort diod - ström >> 0 0 0 ( d ) 0 a t W P E C 0 E V d W W

15 (m -3 ) Kort diod - ström >> ( d ) 0 a t W P E C 0 E V d W W Diffusiosströmar: A T d( x) dx Förläsig 5, Komotfysik

16 Kort diod - strömmar Förläsig 5, Komotfysik t a P A i t W A 1 2 t a D i t W A t a t a D A i t W W A Diffusio av lktror Frå sida till P-sida Diffusio av hål Frå P sida till -sida Voltag (V) Currt (ma) Läckström: 0 Tyiska värd å A, W,W och doigar: lagom stor ström vid V a ~ V för Si-diod.

17 Otokomotr Partytrick Förläsig 5, Komotfysik

18 Sammafattig ya btckigar E f : Kvasi-frmiivå för lktror (V) E f : Kvasi-frmiivi för hål (V) 0 : läckström diod (A) W, W : diods utsträckig, -sida (m) L, L : Diffusioslägd (m) : idalittsfaktor (1-2) a : Yttr ålagd säig å diod (V) Förläsig 5, Komotfysik

Relevanta dokument

Föreläsning 4 pn-övergången

Föreläsning 4 pn-övergången Förläsig 4 p-övrgåg p-övrgåg Gomtri Bastruktur Ibygg späig och lktriskt fält Mark Rothko 2014-03-19 Förläsig 4, Kompotfysik 2014 1 Kompotfysik - Kursövrsikt Bipolära Trasistorr Optokompotr p-övrgåg: strömmar