Capacité de jonction PN Calculatrice

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✖La zone de jonction PN est la limite ou la zone d'interface entre deux types de matériaux semi-conducteurs dans une diode PN.ⓘ Zone de jonction PN [A_pn]			+10% -10%
✖La permittivité relative est une mesure de la capacité d'un matériau à stocker de l'énergie électrique dans un champ électrique.ⓘ Permittivité relative [ε_r]			+10% -10%
✖La tension aux bornes de la jonction PN est le potentiel intégré aux bornes de la jonction PN d'un semi-conducteur sans aucune polarisation externe.ⓘ Tension aux bornes de la jonction PN [V₀]			+10% -10%
✖La tension de polarisation inverse est la tension externe négative appliquée à la jonction pn.ⓘ Tension de polarisation inverse [V]			+10% -10%
✖La concentration d'accepteur fait référence à la concentration d'atomes de dopant accepteur dans un matériau semi-conducteur.ⓘ Concentration d'accepteur [N_A]			+10% -10%
✖La concentration du donneur fait référence à la concentration d'atomes dopants donneurs introduits dans un matériau semi-conducteur pour augmenter le nombre d'électrons libres.ⓘ Concentration des donneurs [N_D]			+10% -10%

✖La capacité de jonction fait référence à la capacité associée à la jonction pn formée entre deux régions semi-conductrices dans un dispositif semi-conducteur, tel qu'une diode ou un transistor.ⓘ Capacité de jonction PN [C_j]

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Formule

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Capacité de jonction PN

Formule

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

Exemple

`"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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Capacité de jonction PN Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul

Formule utilisée

Capacité de jonction = Zone de jonction PN/2*sqrt((2*[Charge-e]*Permittivité relative*[Permitivity-silicon])/(Tension aux bornes de la jonction PN-(Tension de polarisation inverse))*((Concentration d'accepteur*Concentration des donneurs)/(Concentration d'accepteur+Concentration des donneurs)))
C_j = A_pn/2*sqrt((2*[Charge-e]*ε_r*[Permitivity-silicon])/(V₀-(V))*((N_A*N_D)/(N_A+N_D)))
Cette formule utilise 2 Constantes, 1 Les fonctions, 7 Variables

Constantes utilisées

[Permitivity-silicon] - Permittivité du silicium Valeur prise comme 11.7
[Charge-e] - Charge d'électron Valeur prise comme 1.60217662E-19

Fonctions utilisées

sqrt - Une fonction racine carrée est une fonction qui prend un nombre non négatif comme entrée et renvoie la racine carrée du nombre d'entrée donné., sqrt(Number)

Variables utilisées

Capacité de jonction - (Mesuré en Farad) - La capacité de jonction fait référence à la capacité associée à la jonction pn formée entre deux régions semi-conductrices dans un dispositif semi-conducteur, tel qu'une diode ou un transistor.
Zone de jonction PN - (Mesuré en Mètre carré) - La zone de jonction PN est la limite ou la zone d'interface entre deux types de matériaux semi-conducteurs dans une diode PN.
Permittivité relative - (Mesuré en Farad par mètre) - La permittivité relative est une mesure de la capacité d'un matériau à stocker de l'énergie électrique dans un champ électrique.
Tension aux bornes de la jonction PN - (Mesuré en Volt) - La tension aux bornes de la jonction PN est le potentiel intégré aux bornes de la jonction PN d'un semi-conducteur sans aucune polarisation externe.
Tension de polarisation inverse - (Mesuré en Volt) - La tension de polarisation inverse est la tension externe négative appliquée à la jonction pn.
Concentration d'accepteur - (Mesuré en 1 par mètre cube) - La concentration d'accepteur fait référence à la concentration d'atomes de dopant accepteur dans un matériau semi-conducteur.
Concentration des donneurs - (Mesuré en 1 par mètre cube) - La concentration du donneur fait référence à la concentration d'atomes dopants donneurs introduits dans un matériau semi-conducteur pour augmenter le nombre d'électrons libres.

ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base

Zone de jonction PN: 4.8 Micromètre carré --> 4.8E-12 Mètre carré (Vérifiez la conversion ici)
Permittivité relative: 78 Farad par mètre --> 78 Farad par mètre Aucune conversion requise
Tension aux bornes de la jonction PN: 0.6 Volt --> 0.6 Volt Aucune conversion requise
Tension de polarisation inverse: -4 Volt --> -4 Volt Aucune conversion requise
Concentration d'accepteur: 1E+22 1 par mètre cube --> 1E+22 1 par mètre cube Aucune conversion requise
Concentration des donneurs: 1E+24 1 par mètre cube --> 1E+24 1 par mètre cube Aucune conversion requise

ÉTAPE 2: Évaluer la formule

Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule

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)))

Évaluer ... ...

C_j = 1.9040662888657E-09

ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie

1.9040662888657E-09 Farad -->1904066.2888657 FemtoFarad (Vérifiez la conversion ici)

RÉPONSE FINALE

1904066.2888657 ≈ 1.9E+6 FemtoFarad <-- Capacité de jonction

(Calcul effectué en 00.004 secondes)

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Crédits

Créé par Priyanka G. Chalikar

L'Institut National d'Ingénierie (NIE), Mysore

Priyanka G. Chalikar a créé cette calculatrice et 10+ autres calculatrices!

Vérifié par Santhosh Yadav

Collège d'ingénierie Dayananda Sagar (DSCE), Banglore

Santhosh Yadav a validé cette calculatrice et 50+ autres calculatrices!

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Capacité de jonction PN

Aller Capacité de jonction = Zone de jonction PN/2*sqrt((2*[Charge-e]*Permittivité relative*[Permitivity-silicon])/(Tension aux bornes de la jonction PN-(Tension de polarisation inverse))*((Concentration d'accepteur*Concentration des donneurs)/(Concentration d'accepteur+Concentration des donneurs)))

Concentration d'électrons dans des conditions déséquilibrées

Aller Concentration d'électrons = Concentration électronique intrinsèque*exp((Niveau d'électrons quasi-fermi-Niveau d'énergie intrinsèque du semi-conducteur)/([BoltZ]*Température absolue))

Longueur de diffusion de la région de transition

Aller Longueur de diffusion de la région de transition = Courant optique/(Charge*Zone de jonction PN*Taux de génération optique)-(Largeur de transition+Longueur de la jonction côté P)

Courant dû à la porteuse générée optiquement

Aller Courant optique = Charge*Zone de jonction PN*Taux de génération optique*(Largeur de transition+Longueur de diffusion de la région de transition+Longueur de la jonction côté P)

Retard de pointe

Aller Retard de pointe = (2*pi)/Longueur d'onde de la lumière*Longueur de fibre*Indice de réfraction^3*Tension de modulation

Angle d'acceptation maximum de la lentille composée

Aller Angle d'acceptation = asin(Indice de réfraction du milieu 1*Rayon de la lentille*sqrt(Constante positive))

Densité effective d'états dans la bande de conduction

Aller Densité effective d'États = 2*(2*pi*Masse effective d'électrons*[BoltZ]*Température absolue/[hP]^2)^(3/2)

Coefficient de diffusion de l'électron

Aller Coefficient de diffusion électronique = Mobilité de l'électron*[BoltZ]*Température absolue/[Charge-e]

Diffraction utilisant la formule de Fresnel-Kirchoff

Aller Angle de diffraction = asin(1.22*Longueur d'onde de la lumière visible/Diamètre d'ouverture)

Espacement des franges compte tenu de l'angle au sommet

Aller Espace marginal = Longueur d'onde de la lumière visible/(2*tan(Angle d'interférence))

Angle des brasseurs

Aller Angle de Brewster = arctan(Indice de réfraction du milieu 1/Indice de réfraction)

Énergie d'excitation

Aller Énergie d'excitation = 1.6*10^-19*13.6*(Masse effective d'électrons/[Mass-e])*(1/[Permitivity-silicon]^2)

Angle de rotation du plan de polarisation

Aller Angle de rotation = 1.8*Densité du flux magnétique*Longueur du milieu

Angle de l'apex

Aller Angle au sommet = tan(Alpha)

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