Calculadora Densidad de carga de la región de agotamiento

✖La concentración de dopaje del aceptor se refiere a la concentración de átomos aceptores agregados intencionalmente a un material semiconductor.ⓘ Concentración de dopaje del aceptor [N_A]			+10% -10%
✖El potencial de superficie es el potencial eléctrico en la superficie del semiconductor, específicamente en la interfaz entre el semiconductor y el aislante.ⓘ Potencial de superficie [Φ_s]			+10% -10%
✖El potencial de Fermi en masa es un parámetro que describe el potencial electrostático en la masa (interior) de un material semiconductor.ⓘ Potencial de Fermi a granel [Φ_f]			+10% -10%

✖La densidad de carga de la capa de agotamiento es la cantidad de estos cargos fijos por unidad de área dentro de la región de agotamiento.ⓘ Densidad de carga de la región de agotamiento [Q_d]

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Fórmula

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Densidad de carga de la región de agotamiento

Fórmula

`"Q"_{"d"} = (sqrt(2*"[Charge-e]"*"[Permitivity-silicon]"*"N"_{"A"}*"modulus"("Φ"_{"s"}-"Φ"_{"f"})))`

Ejemplo

`"1.6E^-6electrons/m³"=(sqrt(2*"[Charge-e]"*"[Permitivity-silicon]"*"1.32electrons/cm³"*"modulus"("0.78V"-"0.25V")))`

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Densidad de carga de la región de agotamiento Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Densidad de carga de la capa de agotamiento = (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentración de dopaje del aceptor*modulus(Potencial de superficie-Potencial de Fermi a granel)))
Q_d = (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*N_A*modulus(Φ_s-Φ_f)))
Esta fórmula usa 2 Constantes, 2 Funciones, 4 Variables

Constantes utilizadas

[Permitivity-silicon] - Permitividad del silicio Valor tomado como 11.7
[Charge-e] - carga de electrones Valor tomado como 1.60217662E-19

Funciones utilizadas

sqrt - Una función de raíz cuadrada es una función que toma un número no negativo como entrada y devuelve la raíz cuadrada del número de entrada dado., sqrt(Number)
modulus - El módulo de un número es el resto cuando ese número se divide por otro número., modulus

Variables utilizadas

Densidad de carga de la capa de agotamiento - (Medido en Electrones por metro cúbico) - La densidad de carga de la capa de agotamiento es la cantidad de estos cargos fijos por unidad de área dentro de la región de agotamiento.
Concentración de dopaje del aceptor - (Medido en Electrones por metro cúbico) - La concentración de dopaje del aceptor se refiere a la concentración de átomos aceptores agregados intencionalmente a un material semiconductor.
Potencial de superficie - (Medido en Voltio) - El potencial de superficie es el potencial eléctrico en la superficie del semiconductor, específicamente en la interfaz entre el semiconductor y el aislante.
Potencial de Fermi a granel - (Medido en Voltio) - El potencial de Fermi en masa es un parámetro que describe el potencial electrostático en la masa (interior) de un material semiconductor.

PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base

Concentración de dopaje del aceptor: 1.32 Electrones por centímetro cúbico --> 1320000 Electrones por metro cúbico (Verifique la conversión aquí)
Potencial de superficie: 0.78 Voltio --> 0.78 Voltio No se requiere conversión
Potencial de Fermi a granel: 0.25 Voltio --> 0.25 Voltio No se requiere conversión

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

Q_d = (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*N_A*modulus(Φ_s-Φ_f))) --> (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*1320000*modulus(0.78-0.25)))

Evaluar ... ...

Q_d = 1.61952637096272E-06

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

1.61952637096272E-06 Electrones por metro cúbico --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

1.61952637096272E-06 ≈ 1.6E-6 Electrones por metro cúbico <-- Densidad de carga de la capa de agotamiento

(Cálculo completado en 00.004 segundos)

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Créditos

Creado por banuprakash

Facultad de Ingeniería Dayananda Sagar (DSCE), Bangalore

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Verificada por Dipanjona Mallick

Instituto Tecnológico del Patrimonio (hitk), Calcuta

¡Dipanjona Mallick ha verificado esta calculadora y 50+ más calculadoras!

< 21 Transistor MOS Calculadoras

Factor de equivalencia de voltaje de pared lateral

Vamos Factor de equivalencia de voltaje de pared lateral = -(2*sqrt(Potencial incorporado de uniones de paredes laterales)/(Voltaje final-Voltaje inicial)*(sqrt(Potencial incorporado de uniones de paredes laterales-Voltaje final)-sqrt(Potencial incorporado de uniones de paredes laterales-Voltaje inicial)))

Bajar la corriente en la región lineal

Vamos Corriente de descenso de región lineal = sum(x,0,Número de transistores de controlador paralelo,(Movilidad electrónica*Capacitancia de óxido/2)*(Ancho de banda/Longitud del canal)*(2*(Voltaje de fuente de puerta-Voltaje umbral)*Tensión de salida-Tensión de salida^2))

Voltaje de nodo en un caso dado

Vamos Voltaje de nodo en un caso dado = (Factor de transconductancia/Capacitancia del nodo)*int(exp(-(1/(Resistencia del nodo*Capacitancia del nodo))*(Periodo de tiempo-x))*Corriente que fluye hacia el nodo*x,x,0,Periodo de tiempo)

Bajar la corriente en la región de saturación

Vamos Corriente de descenso de la región de saturación = sum(x,0,Número de transistores de controlador paralelo,(Movilidad electrónica*Capacitancia de óxido/2)*(Ancho de banda/Longitud del canal)*(Voltaje de fuente de puerta-Voltaje umbral)^2)

Tiempo de saturación

Vamos Tiempo de saturación = -2*Capacitancia de carga/(Parámetro del proceso de transconductancia*(Alto voltaje de salida-Voltaje umbral)^2)*int(1,x,Alto voltaje de salida,Alto voltaje de salida-Voltaje umbral)

Drenar la corriente que fluye a través del transistor MOS

Vamos Corriente de drenaje = (Ancho de banda/Longitud del canal)*Movilidad electrónica*Capacitancia de óxido*int((Voltaje de fuente de puerta-x-Voltaje umbral),x,0,Voltaje de la fuente de drenaje)

Retraso de tiempo cuando NMOS opera en una región lineal

Vamos Región lineal en retardo de tiempo = -2*Capacitancia de unión*int(1/(Parámetro del proceso de transconductancia*(2*(Voltaje de entrada-Voltaje umbral)*x-x^2)),x,Voltaje inicial,Voltaje final)

Densidad de carga de la región de agotamiento

Vamos Densidad de carga de la capa de agotamiento = (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentración de dopaje del aceptor*modulus(Potencial de superficie-Potencial de Fermi a granel)))

Profundidad de la región de agotamiento asociada con el drenaje

Vamos Región de profundidad de agotamiento del drenaje = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*(Potencial de unión incorporado+Voltaje de la fuente de drenaje))/([Charge-e]*Concentración de dopaje del aceptor))

Drenar corriente en la región de saturación en el transistor MOS

Vamos Corriente de drenaje de la región de saturación = Ancho de banda*Velocidad de deriva de electrones de saturación*int(Cobrar*Parámetro de canal corto,x,0,Longitud efectiva del canal)

Potencial de Fermi para el tipo N

Vamos Potencial de Fermi para el tipo N = ([BoltZ]*Temperatura absoluta)/[Charge-e]*ln(Concentración de dopante del donante/Concentración de portador intrínseco)

Profundidad máxima de agotamiento

Vamos Profundidad máxima de agotamiento = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*modulus(2*Potencial de Fermi a granel))/([Charge-e]*Concentración de dopaje del aceptor))

Potencial de Fermi para el tipo P

Vamos Potencial de Fermi para el tipo P = ([BoltZ]*Temperatura absoluta)/[Charge-e]*ln(Concentración de portador intrínseco/Concentración de dopaje del aceptor)

Potencial incorporado en la región de agotamiento

Vamos Voltaje incorporado = -(sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentración de dopaje del aceptor*modulus(-2*Potencial de Fermi a granel)))

Capacitancia de señal grande equivalente

Vamos Capacitancia de señal grande equivalente = (1/(Voltaje final-Voltaje inicial))*int(Capacitancia de unión*x,x,Voltaje inicial,Voltaje final)

Profundidad de agotamiento Región asociada con la fuente

Vamos Región de profundidad de agotamiento de la fuente = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*Potencial de unión incorporado)/([Charge-e]*Concentración de dopaje del aceptor))

Coeficiente de polarización del sustrato

Vamos Coeficiente de polarización del sustrato = sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentración de dopaje del aceptor)/Capacitancia de óxido

Capacitancia equivalente de unión de señal grande

Vamos Capacitancia equivalente de unión de señal grande = Perímetro de la pared lateral*Capacitancia de unión de pared lateral*Factor de equivalencia de voltaje de pared lateral

Potencia promedio disipada durante un período de tiempo

Vamos Energía promedio = (1/Tiempo total empleado)*int(Voltaje*Actual,x,0,Tiempo total tomado)

Capacitancia de unión de pared lateral de polarización cero por unidad de longitud

Vamos Capacitancia de unión de pared lateral = Potencial de unión de pared lateral de polarización cero*Profundidad de la pared lateral

Función de trabajo en MOSFET

Vamos Función del trabajo = Nivel de vacío+(Nivel de energía de la banda de conducción-Nivel Fermi)

Densidad de carga de la región de agotamiento Fórmula

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