Calculadora Capacitancia de unión PN

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✖El área de unión PN es el límite o área de interfaz entre dos tipos de materiales semiconductores en un diodo pn.ⓘ Área de unión PN [A_pn]			+10% -10%
✖La permitividad relativa es una medida de la capacidad de un material para almacenar energía eléctrica en un campo eléctrico.ⓘ Permitividad relativa [ε_r]			+10% -10%
✖El voltaje a través de la unión PN es el potencial incorporado a través de la unión pn de un semiconductor sin ninguna polarización externa.ⓘ Voltaje a través de la unión PN [V₀]			+10% -10%
✖El voltaje de polarización inversa es el voltaje externo negativo aplicado a la unión pn.ⓘ Voltaje de polarización inversa [V]			+10% -10%
✖La concentración del aceptor se refiere a la concentración de átomos dopantes aceptores en un material semiconductor.ⓘ Concentración de aceptor [N_A]			+10% -10%
✖La concentración de donante se refiere a la concentración de átomos dopantes donantes introducidos en un material semiconductor para aumentar la cantidad de electrones libres.ⓘ Concentración de donantes [N_D]			+10% -10%

✖La capacitancia de unión se refiere a la capacitancia asociada con la unión pn formada entre dos regiones semiconductoras en un dispositivo semiconductor, como un diodo o un transistor.ⓘ Capacitancia de unión PN [C_j]

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Fórmula

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Capacitancia de unión PN

Fórmula

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

Ejemplo

`"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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Capacitancia de unión PN Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Capacitancia de unión = Área de unión PN/2*sqrt((2*[Charge-e]*Permitividad relativa*[Permitivity-silicon])/(Voltaje a través de la unión PN-(Voltaje de polarización inversa))*((Concentración de aceptor*Concentración de donantes)/(Concentración de aceptor+Concentración de donantes)))
C_j = A_pn/2*sqrt((2*[Charge-e]*ε_r*[Permitivity-silicon])/(V₀-(V))*((N_A*N_D)/(N_A+N_D)))
Esta fórmula usa 2 Constantes, 1 Funciones, 7 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)

Variables utilizadas

Capacitancia de unión - (Medido en Faradio) - La capacitancia de unión se refiere a la capacitancia asociada con la unión pn formada entre dos regiones semiconductoras en un dispositivo semiconductor, como un diodo o un transistor.
Área de unión PN - (Medido en Metro cuadrado) - El área de unión PN es el límite o área de interfaz entre dos tipos de materiales semiconductores en un diodo pn.
Permitividad relativa - (Medido en farad por metro) - La permitividad relativa es una medida de la capacidad de un material para almacenar energía eléctrica en un campo eléctrico.
Voltaje a través de la unión PN - (Medido en Voltio) - El voltaje a través de la unión PN es el potencial incorporado a través de la unión pn de un semiconductor sin ninguna polarización externa.
Voltaje de polarización inversa - (Medido en Voltio) - El voltaje de polarización inversa es el voltaje externo negativo aplicado a la unión pn.
Concentración de aceptor - (Medido en 1 por metro cúbico) - La concentración del aceptor se refiere a la concentración de átomos dopantes aceptores en un material semiconductor.
Concentración de donantes - (Medido en 1 por metro cúbico) - La concentración de donante se refiere a la concentración de átomos dopantes donantes introducidos en un material semiconductor para aumentar la cantidad de electrones libres.

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

Área de unión PN: 4.8 Micrómetro cuadrado --> 4.8E-12 Metro cuadrado (Verifique la conversión aquí)
Permitividad relativa: 78 farad por metro --> 78 farad por metro No se requiere conversión
Voltaje a través de la unión PN: 0.6 Voltio --> 0.6 Voltio No se requiere conversión
Voltaje de polarización inversa: -4 Voltio --> -4 Voltio No se requiere conversión
Concentración de aceptor: 1E+22 1 por metro cúbico --> 1E+22 1 por metro cúbico No se requiere conversión
Concentración de donantes: 1E+24 1 por metro cúbico --> 1E+24 1 por metro cúbico No se requiere conversión

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

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)))

Evaluar ... ...

C_j = 1.9040662888657E-09

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

1.9040662888657E-09 Faradio -->1904066.2888657 Femtofaradio (Verifique la conversión aquí)

RESPUESTA FINAL

1904066.2888657 ≈ 1.9E+6 Femtofaradio <-- Capacitancia de unión

(Cálculo completado en 00.020 segundos)

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Créditos

Creado por Priyanka G Chalikar

El Instituto Nacional de Ingeniería (nie), Mysuru

¡Priyanka G Chalikar ha creado esta calculadora y 10+ más calculadoras!

Verificada por Santhosh Yadav

Facultad de Ingeniería Dayananda Sagar (DSCE), banglore

¡Santhosh Yadav ha verificado esta calculadora y 50+ más calculadoras!

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Capacitancia de unión PN

Vamos Capacitancia de unión = Área de unión PN/2*sqrt((2*[Charge-e]*Permitividad relativa*[Permitivity-silicon])/(Voltaje a través de la unión PN-(Voltaje de polarización inversa))*((Concentración de aceptor*Concentración de donantes)/(Concentración de aceptor+Concentración de donantes)))

Concentración de electrones en condiciones de desequilibrio

Vamos Concentración de electrones = Concentración intrínseca de electrones*exp((Nivel cuasi Fermi de electrones-Nivel de energía intrínseca del semiconductor)/([BoltZ]*Temperatura absoluta))

Longitud de difusión de la región de transición

Vamos Difusión Duración de la región de transición = Corriente óptica/(Cargar*Área de unión PN*Tasa de generación óptica)-(Ancho de transición+Longitud de la unión del lado P)

Corriente debida a portadora generada ópticamente

Vamos Corriente óptica = Cargar*Área de unión PN*Tasa de generación óptica*(Ancho de transición+Difusión Duración de la región de transición+Longitud de la unión del lado P)

Retardo máximo

Vamos Retardo máximo = (2*pi)/Longitud de onda de la luz*Longitud de la fibra*Índice de refracción^3*Voltaje de modulación

Ángulo máximo de aceptación de la lente compuesta

Vamos Ángulo de aceptación = asin(Índice de refracción del medio 1*Radio de la lente*sqrt(Constante positiva))

Densidad efectiva de estados en banda de conducción

Vamos Densidad efectiva de estados = 2*(2*pi*Masa efectiva de electrón*[BoltZ]*Temperatura absoluta/[hP]^2)^(3/2)

Coeficiente de difusión del electrón

Vamos Coeficiente de difusión de electrones = Movilidad del electrón*[BoltZ]*Temperatura absoluta/[Charge-e]

Difracción mediante la fórmula de Fresnel-Kirchoff

Vamos Ángulo de difracción = asin(1.22*Longitud de onda de la luz visible/Diámetro de apertura)

Espaciado de franjas dado el ángulo del ápice

Vamos Espacio marginal = Longitud de onda de la luz visible/(2*tan(Ángulo de interferencia))

Ángulo de Brewster

Vamos El ángulo de Brewster = arctan(Índice de refracción del medio 1/Índice de refracción)

Energía de excitación

Vamos Energía de excitación = 1.6*10^-19*13.6*(Masa efectiva de electrón/[Mass-e])*(1/[Permitivity-silicon]^2)

Ángulo de rotación del plano de polarización

Vamos Ángulo de rotación = 1.8*Densidad de flujo magnético*Longitud del medio

Ángulo de vértice

Vamos Ángulo del ápice = tan(Alfa)

Capacitancia de unión PN Fórmula

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