Potenziale di Fermi per il tipo N calcolatrice

✖La temperatura assoluta è una misura dell'energia termica in un sistema e viene misurata in Kelvin.ⓘ Temperatura assoluta [T_a]			+10% -10%
✖La concentrazione del drogante donatore è la concentrazione di atomi donatori per unità di volume.ⓘ Concentrazione del drogante del donatore [N_d]			+10% -10%
✖La concentrazione intrinseca dei portatori è una proprietà fondamentale di un materiale semiconduttore e rappresenta la concentrazione dei portatori di carica generati termicamente in assenza di influenze esterne.ⓘ Concentrazione intrinseca del portatore [n_i]			+10% -10%

✖Il potenziale di Fermi per il tipo N è un parametro chiave che descrive il livello di energia al quale la probabilità di trovare un elettrone è 0,5.ⓘ Potenziale di Fermi per il tipo N [Φ_Fn]

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Formula

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Potenziale di Fermi per il tipo N

Formula

`"Φ"_{"Fn"} = ("[BoltZ]"*"T"_{"a"})/"[Charge-e]"*ln("N"_{"d"}/"n"_{"i"})`

Esempio

`"0.081443V"=("[BoltZ]"*"24.5K")/"[Charge-e]"*ln("1.7E^23electrons/m³"/"3000000electrons/m³")`

Calcolatrice

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Potenziale di Fermi per il tipo N Soluzione

FASE 0: Riepilogo pre-calcolo

Formula utilizzata

Potenziale di Fermi per il tipo N = ([BoltZ]*Temperatura assoluta)/[Charge-e]*ln(Concentrazione del drogante del donatore/Concentrazione intrinseca del portatore)
Φ_Fn = ([BoltZ]*T_a)/[Charge-e]*ln(N_d/n_i)
Questa formula utilizza 2 Costanti, 1 Funzioni, 4 Variabili

Costanti utilizzate

[Charge-e] - Carica dell'elettrone Valore preso come 1.60217662E-19
[BoltZ] - Costante di Boltzmann Valore preso come 1.38064852E-23

Funzioni utilizzate

ln - Il logaritmo naturale, detto anche logaritmo in base e, è la funzione inversa della funzione esponenziale naturale., ln(Number)

Variabili utilizzate

Potenziale di Fermi per il tipo N - (Misurato in Volt) - Il potenziale di Fermi per il tipo N è un parametro chiave che descrive il livello di energia al quale la probabilità di trovare un elettrone è 0,5.
Temperatura assoluta - (Misurato in Kelvin) - La temperatura assoluta è una misura dell'energia termica in un sistema e viene misurata in Kelvin.
Concentrazione del drogante del donatore - (Misurato in Elettroni per metro cubo) - La concentrazione del drogante donatore è la concentrazione di atomi donatori per unità di volume.
Concentrazione intrinseca del portatore - (Misurato in Elettroni per metro cubo) - La concentrazione intrinseca dei portatori è una proprietà fondamentale di un materiale semiconduttore e rappresenta la concentrazione dei portatori di carica generati termicamente in assenza di influenze esterne.

PASSAGGIO 1: conversione degli ingressi in unità di base

Temperatura assoluta: 24.5 Kelvin --> 24.5 Kelvin Nessuna conversione richiesta
Concentrazione del drogante del donatore: 1.7E+23 Elettroni per metro cubo --> 1.7E+23 Elettroni per metro cubo Nessuna conversione richiesta
Concentrazione intrinseca del portatore: 3000000 Elettroni per metro cubo --> 3000000 Elettroni per metro cubo Nessuna conversione richiesta

FASE 2: valutare la formula

Sostituzione dei valori di input nella formula

Φ_Fn = ([BoltZ]*T_a)/[Charge-e]*ln(N_d/n_i) --> ([BoltZ]*24.5)/[Charge-e]*ln(1.7E+23/3000000)

Valutare ... ...

Φ_Fn = 0.081443344057026

PASSAGGIO 3: conversione del risultato nell'unità di output

0.081443344057026 Volt --> Nessuna conversione richiesta

RISPOSTA FINALE

0.081443344057026 ≈ 0.081443 Volt <-- Potenziale di Fermi per il tipo N

(Calcolo completato in 00.004 secondi)

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Titoli di coda

Creato da banuprakash

Dayananda Sagar College di Ingegneria (DSCE), Bangalore

banuprakash ha creato questa calcolatrice e altre 50+ altre calcolatrici!

Verificato da Dipanjona Mallick

Heritage Institute of Technology (COLPO), Calcutta

Dipanjona Mallick ha verificato questa calcolatrice e altre 50+ altre calcolatrici!

< 21 Transistor MOS Calcolatrici

Fattore di equivalenza della tensione della parete laterale

Partire Fattore di equivalenza della tensione della parete laterale = -(2*sqrt(Potenziale integrato delle giunzioni delle pareti laterali)/(Voltaggio finale-Tensione iniziale)*(sqrt(Potenziale integrato delle giunzioni delle pareti laterali-Voltaggio finale)-sqrt(Potenziale integrato delle giunzioni delle pareti laterali-Tensione iniziale)))

Abbassa la corrente nella regione lineare

Partire Corrente di abbassamento della regione lineare = sum(x,0,Numero di transistor del driver parallelo,(Mobilità elettronica*Capacità dell'ossido/2)*(Larghezza del canale/Lunghezza del canale)*(2*(Tensione della sorgente di gate-Soglia di voltaggio)*Tensione di uscita-Tensione di uscita^2))

Tensione del nodo in una determinata istanza

Partire Tensione del nodo in una determinata istanza = (Fattore di transconduttanza/Capacità del nodo)*int(exp(-(1/(Resistenza del nodo*Capacità del nodo))*(Periodo di tempo-x))*Corrente che scorre nel nodo*x,x,0,Periodo di tempo)

Abbassa la corrente nella regione di saturazione

Partire Regione di saturazione Abbassa corrente = sum(x,0,Numero di transistor del driver parallelo,(Mobilità elettronica*Capacità dell'ossido/2)*(Larghezza del canale/Lunghezza del canale)*(Tensione della sorgente di gate-Soglia di voltaggio)^2)

Corrente di drenaggio che scorre attraverso il transistor MOS

Partire Assorbimento di corrente = (Larghezza del canale/Lunghezza del canale)*Mobilità elettronica*Capacità dell'ossido*int((Tensione della sorgente di gate-x-Soglia di voltaggio),x,0,Tensione della sorgente di drenaggio)

Tempo di saturazione

Partire Tempo di saturazione = -2*Capacità di carico/(Parametro del processo di transconduttanza*(Alta tensione di uscita-Soglia di voltaggio)^2)*int(1,x,Alta tensione di uscita,Alta tensione di uscita-Soglia di voltaggio)

Ritardo temporale quando NMOS funziona nella regione lineare

Partire Regione lineare nel ritardo temporale = -2*Capacità di giunzione*int(1/(Parametro del processo di transconduttanza*(2*(Tensione di ingresso-Soglia di voltaggio)*x-x^2)),x,Tensione iniziale,Voltaggio finale)

Densità di carica della regione di esaurimento

Partire Densità della carica dello strato di esaurimento = (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentrazione antidoping dell'accettore*modulus(Potenziale di superficie-Potenziale di Fermi in massa)))

Profondità della regione di svuotamento associata allo scarico

Partire Regione della profondità di esaurimento del drenaggio = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*(Potenziale di giunzione incorporato+Tensione della sorgente di drenaggio))/([Charge-e]*Concentrazione antidoping dell'accettore))

Corrente di drenaggio nella regione di saturazione del transistor MOS

Partire Corrente di drenaggio della regione di saturazione = Larghezza del canale*Velocità di deriva degli elettroni in saturazione*int(Carica*Parametro del canale corto,x,0,Lunghezza effettiva del canale)

Potenziale di Fermi per il tipo P

Partire Potenziale di Fermi per il tipo P = ([BoltZ]*Temperatura assoluta)/[Charge-e]*ln(Concentrazione intrinseca del portatore/Concentrazione antidoping dell'accettore)

Potenziale di Fermi per il tipo N

Partire Potenziale di Fermi per il tipo N = ([BoltZ]*Temperatura assoluta)/[Charge-e]*ln(Concentrazione del drogante del donatore/Concentrazione intrinseca del portatore)

Profondità massima di esaurimento

Partire Profondità massima di esaurimento = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*modulus(2*Potenziale di Fermi in massa))/([Charge-e]*Concentrazione antidoping dell'accettore))

Potenziale incorporato nella regione di esaurimento

Partire Voltaggio integrato = -(sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentrazione antidoping dell'accettore*modulus(-2*Potenziale di Fermi in massa)))

Profondità della regione di esaurimento associata alla sorgente

Partire Regione della profondità di esaurimento della fonte = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*Potenziale di giunzione incorporato)/([Charge-e]*Concentrazione antidoping dell'accettore))

Capacità equivalente di segnale grande

Partire Capacità equivalente di segnale grande = (1/(Voltaggio finale-Tensione iniziale))*int(Capacità di giunzione*x,x,Tensione iniziale,Voltaggio finale)

Coefficiente di polarizzazione del substrato

Partire Coefficiente di polarizzazione del substrato = sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentrazione antidoping dell'accettore)/Capacità dell'ossido

Capacità equivalente di giunzione di segnali di grandi dimensioni

Partire Capacità equivalente di giunzione di segnali di grandi dimensioni = Perimetro del fianco*Capacità di giunzione della parete laterale*Fattore di equivalenza della tensione della parete laterale

Potenza media dissipata in un periodo di tempo

Partire Potenza media = (1/Tempo totale impiegato)*int(Voltaggio*Attuale,x,0,Tempo totale impiegato)

Capacità di giunzione della parete laterale con polarizzazione zero per unità di lunghezza

Partire Capacità di giunzione della parete laterale = Potenziale di giunzione della parete laterale con polarizzazione zero*Profondità del fianco

Funzione di lavoro in MOSFET

Partire Funzione di lavoro = Livello di vuoto+(Livello energetico della banda di conduzione-Livello Fermi)

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