Potencial de Fermi para tipo N Calculadora

✖A temperatura absoluta é uma medida da energia térmica em um sistema e é medida em Kelvins.ⓘ Temperatura absoluta [T_a]			+10% -10%
✖A Concentração de Dopante Doador é a concentração de átomos doadores por unidade de volume.ⓘ Concentração de dopante doador [N_d]			+10% -10%
✖A concentração intrínseca de portadores é uma propriedade fundamental de um material semicondutor e representa a concentração de portadores de carga gerados termicamente na ausência de quaisquer influências externas.ⓘ Concentração Intrínseca de Portadores [n_i]			+10% -10%

✖O potencial de Fermi para o tipo N é um parâmetro chave que descreve o nível de energia no qual a probabilidade de encontrar um elétron é de 0,5.ⓘ Potencial de Fermi para tipo N [Φ_Fn]

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Fórmula

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Potencial de Fermi para tipo N

Fórmula

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

Exemplo

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

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Potencial de Fermi para tipo N Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Potencial de Fermi para tipo N = ([BoltZ]*Temperatura absoluta)/[Charge-e]*ln(Concentração de dopante doador/Concentração Intrínseca de Portadores)
Φ_Fn = ([BoltZ]*T_a)/[Charge-e]*ln(N_d/n_i)
Esta fórmula usa 2 Constantes, 1 Funções, 4 Variáveis

Constantes Usadas

[Charge-e] - Carga do elétron Valor considerado como 1.60217662E-19
[BoltZ] - Constante de Boltzmann Valor considerado como 1.38064852E-23

Funções usadas

ln - O logaritmo natural, também conhecido como logaritmo de base e, é a função inversa da função exponencial natural., ln(Number)

Variáveis Usadas

Potencial de Fermi para tipo N - (Medido em Volt) - O potencial de Fermi para o tipo N é um parâmetro chave que descreve o nível de energia no qual a probabilidade de encontrar um elétron é de 0,5.
Temperatura absoluta - (Medido em Kelvin) - A temperatura absoluta é uma medida da energia térmica em um sistema e é medida em Kelvins.
Concentração de dopante doador - (Medido em Elétrons por metro cúbico) - A Concentração de Dopante Doador é a concentração de átomos doadores por unidade de volume.
Concentração Intrínseca de Portadores - (Medido em Elétrons por metro cúbico) - A concentração intrínseca de portadores é uma propriedade fundamental de um material semicondutor e representa a concentração de portadores de carga gerados termicamente na ausência de quaisquer influências externas.

ETAPA 1: Converter entrada (s) em unidade de base

Temperatura absoluta: 24.5 Kelvin --> 24.5 Kelvin Nenhuma conversão necessária
Concentração de dopante doador: 1.7E+23 Elétrons por metro cúbico --> 1.7E+23 Elétrons por metro cúbico Nenhuma conversão necessária
Concentração Intrínseca de Portadores: 3000000 Elétrons por metro cúbico --> 3000000 Elétrons por metro cúbico Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

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

Avaliando ... ...

Φ_Fn = 0.081443344057026

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

0.081443344057026 Volt --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

0.081443344057026 ≈ 0.081443 Volt <-- Potencial de Fermi para tipo N

(Cálculo concluído em 00.004 segundos)

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Créditos

Criado por banuprakash

Faculdade de Engenharia Dayananda Sagar (DSCE), Bangalore

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Verificado por Dipanjona Mallick

Instituto Patrimonial de Tecnologia (HITK), Calcutá

Dipanjona Mallick verificou esta calculadora e mais 50+ calculadoras!

< 21 Transistor MOS Calculadoras

Fator de equivalência de tensão na parede lateral

Vai Fator de equivalência de tensão na parede lateral = -(2*sqrt(Potencial integrado de junções de paredes laterais)/(Tensão Final-Tensão Inicial)*(sqrt(Potencial integrado de junções de paredes laterais-Tensão Final)-sqrt(Potencial integrado de junções de paredes laterais-Tensão Inicial)))

Puxar para baixo a corrente na região linear

Vai Corrente de redução da região linear = sum(x,0,Número de transistores de driver paralelo,(Mobilidade Eletrônica*Capacitância de Óxido/2)*(Largura de banda/Comprimento do canal)*(2*(Tensão da Fonte da Porta-Tensão de limiar)*Voltagem de saída-Voltagem de saída^2))

Tensão do nó em determinada instância

Vai Tensão do nó em determinada instância = (Fator de Transcondutância/Capacitância do nó)*int(exp(-(1/(Resistência do nó*Capacitância do nó))*(Período de tempo-x))*Corrente fluindo para o nó*x,x,0,Período de tempo)

Puxe para baixo a corrente na região de saturação

Vai Corrente de redução da região de saturação = sum(x,0,Número de transistores de driver paralelo,(Mobilidade Eletrônica*Capacitância de Óxido/2)*(Largura de banda/Comprimento do canal)*(Tensão da Fonte da Porta-Tensão de limiar)^2)

Tempo de saturação

Vai Tempo de saturação = -2*Capacitância de Carga/(Parâmetro do Processo de Transcondutância*(Alta Tensão de Saída-Tensão de limiar)^2)*int(1,x,Alta Tensão de Saída,Alta Tensão de Saída-Tensão de limiar)

Corrente de drenagem que flui através do transistor MOS

Vai Corrente de drenagem = (Largura de banda/Comprimento do canal)*Mobilidade Eletrônica*Capacitância de Óxido*int((Tensão da Fonte da Porta-x-Tensão de limiar),x,0,Tensão da fonte de drenagem)

Densidade de Carga da Região de Esgotamento

Vai Densidade de Carga da Camada de Esgotamento = (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentração de Dopagem do Aceitante*modulus(Potencial de Superfície-Potencial de Fermi em massa)))

Atraso de tempo quando o NMOS opera na região linear

Vai Região Linear em Atraso de Tempo = -2*Capacitância de Junção*int(1/(Parâmetro do Processo de Transcondutância*(2*(Tensão de entrada-Tensão de limiar)*x-x^2)),x,Tensão Inicial,Tensão Final)

Profundidade da região de esgotamento associada ao dreno

Vai Região de profundidade de esgotamento do dreno = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*(Potencial de junção integrado+Tensão da fonte de drenagem))/([Charge-e]*Concentração de Dopagem do Aceitante))

Corrente de drenagem na região de saturação no transistor MOS

Vai Corrente de drenagem da região de saturação = Largura de banda*Velocidade de deriva de elétrons de saturação*int(Carregar*Parâmetro de canal curto,x,0,Comprimento Efetivo do Canal)

Profundidade Máxima de Esgotamento

Vai Profundidade Máxima de Esgotamento = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*modulus(2*Potencial de Fermi em massa))/([Charge-e]*Concentração de Dopagem do Aceitante))

Potencial de Fermi para tipo P

Vai Potencial de Fermi para tipo P = ([BoltZ]*Temperatura absoluta)/[Charge-e]*ln(Concentração Intrínseca de Portadores/Concentração de Dopagem do Aceitante)

Potencial de Fermi para tipo N

Vai Potencial de Fermi para tipo N = ([BoltZ]*Temperatura absoluta)/[Charge-e]*ln(Concentração de dopante doador/Concentração Intrínseca de Portadores)

Potencial integrado na região de esgotamento

Vai Tensão embutida = -(sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentração de Dopagem do Aceitante*modulus(-2*Potencial de Fermi em massa)))

Capacitância equivalente de sinal grande

Vai Capacitância equivalente de sinal grande = (1/(Tensão Final-Tensão Inicial))*int(Capacitância de Junção*x,x,Tensão Inicial,Tensão Final)

Profundidade da região de esgotamento associada à fonte

Vai Região de profundidade de esgotamento da fonte = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*Potencial de junção integrado)/([Charge-e]*Concentração de Dopagem do Aceitante))

Coeficiente de polarização do substrato

Vai Coeficiente de polarização do substrato = sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Concentração de Dopagem do Aceitante)/Capacitância de Óxido

Capacitância equivalente de junção de sinal grande

Vai Capacitância equivalente de junção de sinal grande = Perímetro da parede lateral*Capacitância de Junção Lateral*Fator de equivalência de tensão na parede lateral

Potência Média Dissipada ao Longo do Tempo

Vai Potencia média = (1/Tempo total gasto)*int(Tensão*Atual,x,0,Tempo Total Levado)

Capacitância da junção da parede lateral com polarização zero por unidade de comprimento

Vai Capacitância de Junção Lateral = Potencial de junção da parede lateral com polarização zero*Profundidade da parede lateral

Função de trabalho no MOSFET

Vai Função no trabalho = Nível de vácuo+(Nível de energia da banda de condução-Nível Fermi)

Potencial de Fermi para tipo N Fórmula

Potencial de Fermi para tipo N = ([BoltZ]*Temperatura absoluta)/[Charge-e]*ln(Concentração de dopante doador/Concentração Intrínseca de Portadores)
Φ_Fn = ([BoltZ]*T_a)/[Charge-e]*ln(N_d/n_i)

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