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 och kapacitasr Mi: Flash, RM MOSFET: strömmar MOSFET: laigar p-övrgåg: Ibygg späig och rymlaigsområ opig: -och p-typ matrial Laigsbärar: Elktror, hål och frmiivår Halvlarfysik: bastruktur och bagap Ellära: lktriska fält, pottialr och strömmar 2014-03-19 Förläsig 4, Kompotfysik 2014 2
- typ P - typ E Elktror E Elktror E c E c E g Joisra oator-atomr Positivt laa! E g Joisra accptor atomr gativt laa! Hål Hål koctratio av oatorr 0 koctratio av lktror Elktrora är rörliga och gativa oatoratomra sittr fast och är positivt laa koctratio av oatorr p p0 koctratio av lktror Hål är rörliga och positiva ccptoratomra sittr fast och är gativt laa 2014-03-19 Förläsig 4, Kompotfysik 2014 3
Mr om Frmi-Ergi, E F J J EF x EF 0 0 x rift+iffusiosström: Grait av E F Ig ström (jämvikt): E F är kostat P E C E F -U E F kostat:,p-sia bhövr ära si pottilla rgi! E F 2014-03-19 Förläsig 4, Kompotfysik 2014 4
Rkombiatio p 2 0 0 i Trmisk Jämvikt Om p > i 2: lktror ka rkombira m hål för att miska övrskottt! 0 = + 0 < + E C Tr lktror rkombirar: Kvar blir 3 positivt laa oatoratomr! p > p 0 2014-03-19 Förläsig 4, Kompotfysik 2014 5
Varför p-övrgåg? -typ io Lysio Solcll P-typ Emittr P BJT Bas -typ P -typ Kollktor MOSFET FET Sourc -typ Gat P-typ Substrat rai -typ 2014-03-19 Förläsig 4, Kompotfysik 2014 6
P-övrgåg? Hur ritar vi bastruktur? Ibyggt lktriskt fält Ibygg pottial Varför likriktar io? 2014-03-19 Förläsig 4, Kompotfysik 2014 7
Mkaisk alogi rift/iffusio i halvlar iffusio rift iffusiosflöt ka miskas av tt riftflö E pot 2014-03-19 Förläsig 4, Kompotfysik 2014 8
E P-övrgåg - bastruktur J x E c + Positiv oator atom - gativ ccptor atom -typ Fria lktror Fria Hål P-typ Stor iffusiosström Igt -fält ig riftström E c I ε U t ( x) x 2014-03-19 Förläsig 4, Kompotfysik 2014 9
2 miutrs övig : laigsförlig? ( x) ( x) ( x) p( x) Vilk total laigsförlig är korrkt?, B llr C? ( x) -typ x=0 P-typ B C (x) (x) (x) p p x p - - - x p x - - - 2014-03-19 Förläsig 4, Kompotfysik 2014 10
E P-övrgåg - bastruktur + Positiv oator atom - gativ ccptor atom Fria lktror Fria Hål E c -typ P-typ E c I ε U t ( x) x 2014-03-19 Förläsig 4 Kompotfysik 2014 11
E P-övrgåg - bastruktur E c + Positiv oator atom - gativ ccptor atom -typ Fria lktror Fria Hål P-typ E c tot 2014-03-19 Förläsig 4, Kompotfysik 2014 12
Ibygg Pottial, Ibygg Späig E P tot E c E c qu bi E F qu bi E Fp Rymlaigs områ U bi E F E Fp U bi U T l i l i Pottialbarriär för lktror och hål! 2014-03-19 Förläsig 4, Kompotfysik 2014 13
tot, p och max tot ( x) ε r 0 ε (x) x U ( x) (x) x Laig - fält Fält - Pottial p U ( p p ) U ( ) U bi x=- (m -3 ) x=0 X= p X= p Två obkata: och p Itgrra två gågr U(X) U bi = U( p )-U( ) x=- x=0 14 2014-03-19 Förläsig 4, Kompotfysik 2014
Laig Fält Pottial - Ergi (m -3 ) U(x) (V) X= p X= p U bi x=- x=- x=0 x (V/m) X= p x C x=0 x=- x=0 2014-03-19 Förläsig 4, Kompotfysik 2014 15
tot, p och max Vi bhövr kua räka ut:, p, tot : bskrivr lvis ios kapacitas. Gr hur stor volym som solcll ka absorbra ljus + + + + + + + + + + + tot p - - - - - - - - - - - - - - - Maximala lktriska fältstyrka : Gombrottsspäig Iirkt Solcllr, fotoio x=- x=0 X= p 2014-03-19 Förläsig 4, Kompotfysik 2014
tot, p och max 2014-03-19 17 Förläsig 4, Kompotfysik 2014 2 2 0 2 ) ( ) ( p r bi p U U U U p U bi r U 0 2 1 bi r p U 0 2 1 bi r p tot U 0 2 p r r 0 0 ε max Maximal fältstyrka: Utarmigsområt läg:
P-övrgåg! Bastruktur för p-övrgåg Ibyggt lktriskt fält Ibygg späig Varför likriktar io? 2014-03-19 Förläsig 4, Kompotfysik 2014 18
io - likriktig P J ε kt x I V I = I 0 (xp(v a /V T )-1) 2014-03-19 Förläsig 4, Kompotfysik 2014 19
io framspäig miskar -fältt P J ε kt x I E pot =-U a U a V U a I = I 0 (xp(v a /V T )-1) - U a + 2014-03-19 Förläsig 4, Kompotfysik 2014 20
io backspäig ökar -fältt P J ε kt x I U a E pot =-U a V -U a I 0 + U a - 2014-03-19 Förläsig 4, Kompotfysik 2014 21
P-övrgåg! Bastruktur för p-övrgåg Ibyggt lktriskt fält Ibygg späig Varför likriktar io? 2014-03-19 Förläsig 4, Kompotfysik 2014 22
Sammafattig: ya btckigar U bi : ibygg pottial, späig (V) U t : trmisk späig: kt/=25.8mv vi T=300K : utarmigsläg på -sia (m) p : utarmigsläg på p-sia (m) tot = + p : total utarmigsläg (m) max : maximal fältstyrka i p-övrgåg 23 2014-03-19 Förläsig 4, Kompotfysik 2014