PN-Übergangskapazität Taschenrechner

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✖Der PN-Übergangsbereich ist der Grenz- oder Grenzflächenbereich zwischen zwei Arten von Halbleitermaterialien in einer pn-Diode.ⓘ PN-Kreuzungsgebiet [A_pn]			+10% -10%
✖Die relative Permittivität ist ein Maß für die Fähigkeit eines Materials, elektrische Energie in einem elektrischen Feld zu speichern.ⓘ Relative Permittivität [ε_r]			+10% -10%
✖Die Spannung am PN-Übergang ist das eingebaute Potenzial am PN-Übergang eines Halbleiters ohne externe Vorspannung.ⓘ Spannung am PN-Anschluss [V₀]			+10% -10%
✖Die Sperrvorspannung ist die negative externe Spannung, die an den pn-Übergang angelegt wird.ⓘ Sperrspannung [V]			+10% -10%
✖Unter Akzeptorkonzentration versteht man die Konzentration von Akzeptor-Dotierstoffatomen in einem Halbleitermaterial.ⓘ Akzeptorkonzentration [N_A]			+10% -10%
✖Unter Donatorkonzentration versteht man die Konzentration von Donator-Dotierstoffatomen, die in ein Halbleitermaterial eingebracht werden, um die Anzahl freier Elektronen zu erhöhen.ⓘ Spenderkonzentration [N_D]			+10% -10%

✖Unter Übergangskapazität versteht man die Kapazität, die dem pn-Übergang zugeordnet ist, der zwischen zwei Halbleiterbereichen in einem Halbleiterbauelement, beispielsweise einer Diode oder einem Transistor, gebildet wird.ⓘ PN-Übergangskapazität [C_j]

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Formel

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PN-Übergangskapazität

Formel

`"C"_{"j"} = "A"_{"pn"}/2*sqrt((2*"[Charge-e]"*"ε"_{"r"}*"[Permitivity-silicon]")/("V"_{"0"}-("V"))*(("N"_{"A"}*"N"_{"D"})/("N"_{"A"}+"N"_{"D"})))`

Beispiel

`"1.9E^6fF"="4.8µm²"/2*sqrt((2*"[Charge-e]"*"78F/m"*"[Permitivity-silicon]")/("0.6V"-("-4V"))*(("1e+22/m³"*"1e+24/m³")/("1e+22/m³"+"1e+24/m³")))`

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PN-Übergangskapazität Lösung

SCHRITT 0: Zusammenfassung vor der Berechnung

Gebrauchte Formel

Sperrschichtkapazität = PN-Kreuzungsgebiet/2*sqrt((2*[Charge-e]*Relative Permittivität*[Permitivity-silicon])/(Spannung am PN-Anschluss-(Sperrspannung))*((Akzeptorkonzentration*Spenderkonzentration)/(Akzeptorkonzentration+Spenderkonzentration)))
C_j = A_pn/2*sqrt((2*[Charge-e]*ε_r*[Permitivity-silicon])/(V₀-(V))*((N_A*N_D)/(N_A+N_D)))
Diese formel verwendet 2 Konstanten, 1 Funktionen, 7 Variablen

Verwendete Konstanten

[Permitivity-silicon] - Permittivität von Silizium Wert genommen als 11.7
[Charge-e] - Ladung eines Elektrons Wert genommen als 1.60217662E-19

Verwendete Funktionen

sqrt - Eine Quadratwurzelfunktion ist eine Funktion, die eine nicht negative Zahl als Eingabe verwendet und die Quadratwurzel der gegebenen Eingabezahl zurückgibt., sqrt(Number)

Verwendete Variablen

Sperrschichtkapazität - (Gemessen in Farad) - Unter Übergangskapazität versteht man die Kapazität, die dem pn-Übergang zugeordnet ist, der zwischen zwei Halbleiterbereichen in einem Halbleiterbauelement, beispielsweise einer Diode oder einem Transistor, gebildet wird.
PN-Kreuzungsgebiet - (Gemessen in Quadratmeter) - Der PN-Übergangsbereich ist der Grenz- oder Grenzflächenbereich zwischen zwei Arten von Halbleitermaterialien in einer pn-Diode.
Relative Permittivität - (Gemessen in Farad pro Meter) - Die relative Permittivität ist ein Maß für die Fähigkeit eines Materials, elektrische Energie in einem elektrischen Feld zu speichern.
Spannung am PN-Anschluss - (Gemessen in Volt) - Die Spannung am PN-Übergang ist das eingebaute Potenzial am PN-Übergang eines Halbleiters ohne externe Vorspannung.
Sperrspannung - (Gemessen in Volt) - Die Sperrvorspannung ist die negative externe Spannung, die an den pn-Übergang angelegt wird.
Akzeptorkonzentration - (Gemessen in 1 pro Kubikmeter) - Unter Akzeptorkonzentration versteht man die Konzentration von Akzeptor-Dotierstoffatomen in einem Halbleitermaterial.
Spenderkonzentration - (Gemessen in 1 pro Kubikmeter) - Unter Donatorkonzentration versteht man die Konzentration von Donator-Dotierstoffatomen, die in ein Halbleitermaterial eingebracht werden, um die Anzahl freier Elektronen zu erhöhen.

SCHRITT 1: Konvertieren Sie die Eingänge in die Basiseinheit

PN-Kreuzungsgebiet: 4.8 Quadratmikrometer --> 4.8E-12 Quadratmeter (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Relative Permittivität: 78 Farad pro Meter --> 78 Farad pro Meter Keine Konvertierung erforderlich
Spannung am PN-Anschluss: 0.6 Volt --> 0.6 Volt Keine Konvertierung erforderlich
Sperrspannung: -4 Volt --> -4 Volt Keine Konvertierung erforderlich
Akzeptorkonzentration: 1E+22 1 pro Kubikmeter --> 1E+22 1 pro Kubikmeter Keine Konvertierung erforderlich
Spenderkonzentration: 1E+24 1 pro Kubikmeter --> 1E+24 1 pro Kubikmeter Keine Konvertierung erforderlich

SCHRITT 2: Formel auswerten

Eingabewerte in Formel ersetzen

C_j = A_pn/2*sqrt((2*[Charge-e]*ε_r*[Permitivity-silicon])/(V₀-(V))*((N_A*N_D)/(N_A+N_D))) --> 4.8E-12/2*sqrt((2*[Charge-e]*78*[Permitivity-silicon])/(0.6-((-4)))*((1E+22*1E+24)/(1E+22+1E+24)))

Auswerten ... ...

C_j = 1.9040662888657E-09

SCHRITT 3: Konvertieren Sie das Ergebnis in die Ausgabeeinheit

1.9040662888657E-09 Farad -->1904066.2888657 Femtofarad (Überprüfen sie die konvertierung hier)

ENDGÜLTIGE ANTWORT

1904066.2888657 ≈ 1.9E+6 Femtofarad <-- Sperrschichtkapazität

(Berechnung in 00.020 sekunden abgeschlossen)

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Credits

Erstellt von Priyanka G. Chalikar

Das National Institute of Engineering (NIE), Mysuru

Priyanka G. Chalikar hat diesen Rechner und 10+ weitere Rechner erstellt!

Geprüft von Santhosh Yadav

Dayananda Sagar College of Engineering (DSCE), Banglore

Santhosh Yadav hat diesen Rechner und 50+ weitere Rechner verifiziert!

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PN-Übergangskapazität

Gehen Sperrschichtkapazität = PN-Kreuzungsgebiet/2*sqrt((2*[Charge-e]*Relative Permittivität*[Permitivity-silicon])/(Spannung am PN-Anschluss-(Sperrspannung))*((Akzeptorkonzentration*Spenderkonzentration)/(Akzeptorkonzentration+Spenderkonzentration)))

Elektronenkonzentration unter unausgeglichenen Bedingungen

Gehen Elektronenkonzentration = Intrinsische Elektronenkonzentration*exp((Quasi-Fermi-Niveau von Elektronen-Eigenenergieniveau eines Halbleiters)/([BoltZ]*Absolute Temperatur))

Diffusionslänge des Übergangsbereichs

Gehen Diffusionslänge des Übergangsbereichs = Optischer Strom/(Aufladung*PN-Kreuzungsgebiet*Optische Erzeugungsrate)-(Übergangsbreite+Länge der P-seitigen Kreuzung)

Strom durch optisch erzeugten Träger

Gehen Optischer Strom = Aufladung*PN-Kreuzungsgebiet*Optische Erzeugungsrate*(Übergangsbreite+Diffusionslänge des Übergangsbereichs+Länge der P-seitigen Kreuzung)

Spitzenverzögerung

Gehen Spitzenverzögerung = (2*pi)/Wellenlänge des Lichts*Länge der Faser*Brechungsindex^3*Modulationsspannung

Maximaler Akzeptanzwinkel der zusammengesetzten Linse

Gehen Akzeptanzwinkel = asin(Brechungsindex des Mediums 1*Radius der Linse*sqrt(Positive Konstante))

Effektive Zustandsdichte im Leitungsband

Gehen Effektive Staatendichte = 2*(2*pi*Effektive Elektronenmasse*[BoltZ]*Absolute Temperatur/[hP]^2)^(3/2)

Diffusionskoeffizient des Elektrons

Gehen Elektronendiffusionskoeffizient = Mobilität des Elektrons*[BoltZ]*Absolute Temperatur/[Charge-e]

Beugung mit der Fresnel-Kirchoff-Formel

Gehen Beugungswinkel = asin(1.22*Wellenlänge des sichtbaren Lichts/Durchmesser der Blende)

Streifenabstand bei gegebenem Scheitelwinkel

Gehen Randraum = Wellenlänge des sichtbaren Lichts/(2*tan(Interferenzwinkel))

Anregungsenergie

Gehen Anregungsenergie = 1.6*10^-19*13.6*(Effektive Elektronenmasse/[Mass-e])*(1/[Permitivity-silicon]^2)

Brewsters Winkel

Gehen Brewsters Winkel = arctan(Brechungsindex des Mediums 1/Brechungsindex)

Drehwinkel der Polarisationsebene

Gehen Drehwinkel = 1.8*Magnetflußdichte*Länge des Mediums

Scheitelwinkel

Gehen Spitzenwinkel = tan(Alpha)

PN-Übergangskapazität Formel

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