Capacitância da Junção PN Calculadora

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✖A área de junção PN é o limite ou área de interface entre dois tipos de materiais semicondutores em um diodo pn.ⓘ Área de Junção PN [A_pn]			+10% -10%
✖A permissividade relativa é uma medida da capacidade de um material de armazenar energia elétrica em um campo elétrico.ⓘ Permissividade Relativa [ε_r]			+10% -10%
✖A tensão na junção PN é o potencial incorporado na junção pn de um semicondutor sem qualquer polarização externa.ⓘ Tensão na junção PN [V₀]			+10% -10%
✖Tensão de polarização reversa é a tensão externa negativa aplicada à junção pn.ⓘ Tensão de polarização reversa [V]			+10% -10%
✖Concentração do aceitador refere-se à concentração de átomos dopantes aceitadores em um material semicondutor.ⓘ Concentração do aceitante [N_A]			+10% -10%
✖Concentração doadora refere-se à concentração de átomos dopantes doadores introduzidos em um material semicondutor para aumentar o número de elétrons livres.ⓘ Concentração de Doadores [N_D]			+10% -10%

✖Capacitância de junção refere-se à capacitância associada à junção pn formada entre duas regiões semicondutoras em um dispositivo semicondutor, como um diodo ou transistor.ⓘ Capacitância da Junção PN [C_j]

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Fórmula

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Capacitância da Junção 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"})))`

Exemplo

`"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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Capacitância da Junção PN Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Capacitância de Junção = Área de Junção PN/2*sqrt((2*[Charge-e]*Permissividade Relativa*[Permitivity-silicon])/(Tensão na junção PN-(Tensão de polarização reversa))*((Concentração do aceitante*Concentração de Doadores)/(Concentração do aceitante+Concentração de Doadores)))
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 Funções, 7 Variáveis

Constantes Usadas

[Permitivity-silicon] - Permissividade do silício Valor considerado como 11.7
[Charge-e] - Carga do elétron Valor considerado como 1.60217662E-19

Funções usadas

sqrt - Uma função de raiz quadrada é uma função que recebe um número não negativo como entrada e retorna a raiz quadrada do número de entrada fornecido., sqrt(Number)

Variáveis Usadas

Capacitância de Junção - (Medido em Farad) - Capacitância de junção refere-se à capacitância associada à junção pn formada entre duas regiões semicondutoras em um dispositivo semicondutor, como um diodo ou transistor.
Área de Junção PN - (Medido em Metro quadrado) - A área de junção PN é o limite ou área de interface entre dois tipos de materiais semicondutores em um diodo pn.
Permissividade Relativa - (Medido em Farad por Metro) - A permissividade relativa é uma medida da capacidade de um material de armazenar energia elétrica em um campo elétrico.
Tensão na junção PN - (Medido em Volt) - A tensão na junção PN é o potencial incorporado na junção pn de um semicondutor sem qualquer polarização externa.
Tensão de polarização reversa - (Medido em Volt) - Tensão de polarização reversa é a tensão externa negativa aplicada à junção pn.
Concentração do aceitante - (Medido em 1 por metro cúbico) - Concentração do aceitador refere-se à concentração de átomos dopantes aceitadores em um material semicondutor.
Concentração de Doadores - (Medido em 1 por metro cúbico) - Concentração doadora refere-se à concentração de átomos dopantes doadores introduzidos em um material semicondutor para aumentar o número de elétrons livres.

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

Área de Junção PN: 4.8 Micrometros Quadrados --> 4.8E-12 Metro quadrado (Verifique a conversão aqui)
Permissividade Relativa: 78 Farad por Metro --> 78 Farad por Metro Nenhuma conversão necessária
Tensão na junção PN: 0.6 Volt --> 0.6 Volt Nenhuma conversão necessária
Tensão de polarização reversa: -4 Volt --> -4 Volt Nenhuma conversão necessária
Concentração do aceitante: 1E+22 1 por metro cúbico --> 1E+22 1 por metro cúbico Nenhuma conversão necessária
Concentração de Doadores: 1E+24 1 por metro cúbico --> 1E+24 1 por metro cúbico Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na 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)))

Avaliando ... ...

C_j = 1.9040662888657E-09

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

1.9040662888657E-09 Farad -->1904066.2888657 FemtoFarad (Verifique a conversão aqui)

RESPOSTA FINAL

1904066.2888657 ≈ 1.9E+6 FemtoFarad <-- Capacitância de Junção

(Cálculo concluído em 00.004 segundos)

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Créditos

Criado por Priyanka G. Chalikar

O Instituto Nacional de Engenharia (NÃO), Mysore

Priyanka G. Chalikar criou esta calculadora e mais 10+ calculadoras!

Verificado por Santosh Yadav

Faculdade de Engenharia Dayananda Sagar (DSCE), Banglore

Santosh Yadav verificou esta calculadora e mais 50+ calculadoras!

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Capacitância da Junção PN

Vai Capacitância de Junção = Área de Junção PN/2*sqrt((2*[Charge-e]*Permissividade Relativa*[Permitivity-silicon])/(Tensão na junção PN-(Tensão de polarização reversa))*((Concentração do aceitante*Concentração de Doadores)/(Concentração do aceitante+Concentração de Doadores)))

Concentração de elétrons sob condição desequilibrada

Vai Concentração de elétrons = Concentração Intrínseca de Elétrons*exp((Nível de elétrons quase Fermi-Nível de energia intrínseca do semicondutor)/([BoltZ]*Temperatura absoluta))

Comprimento de difusão da região de transição

Vai Comprimento de difusão da região de transição = Corrente óptica/(Cobrar*Área de Junção PN*Taxa de geração óptica)-(Largura da transição+Comprimento da junção do lado P)

Corrente devido à portadora gerada opticamente

Vai Corrente óptica = Cobrar*Área de Junção PN*Taxa de geração óptica*(Largura da transição+Comprimento de difusão da região de transição+Comprimento da junção do lado P)

Retardo de Pico

Vai Retardo de Pico = (2*pi)/Comprimento de onda da luz*Comprimento da fibra*Índice de refração^3*Tensão de modulação

Ângulo Máximo de Aceitação da Lente Composta

Vai Ângulo de aceitação = asin(Índice de refração do meio 1*Raio da lente*sqrt(Constante Positiva))

Densidade Efetiva de Estados na Banda de Condução

Vai Densidade Efetiva de Estados = 2*(2*pi*Massa Efetiva do Elétron*[BoltZ]*Temperatura absoluta/[hP]^2)^(3/2)

Coeficiente de difusão de elétrons

Vai Coeficiente de difusão eletrônica = Mobilidade do Elétron*[BoltZ]*Temperatura absoluta/[Charge-e]

Difração usando a fórmula de Fresnel-Kirchoff

Vai Ângulo de difração = asin(1.22*Comprimento de onda da luz visível/Diâmetro da abertura)

Espaçamento de franja dado ângulo de vértice

Vai Espaço Franja = Comprimento de onda da luz visível/(2*tan(Ângulo de Interferência))

Ângulo Brewsters

Vai Ângulo de Brewster = arctan(Índice de refração do meio 1/Índice de refração)

Energia de excitação

Vai Energia de excitação = 1.6*10^-19*13.6*(Massa Efetiva do Elétron/[Mass-e])*(1/[Permitivity-silicon]^2)

Ângulo de Rotação do Plano de Polarização

Vai Ângulo de Rotação = 1.8*Densidade do fluxo magnético*Comprimento do Médio

Ângulo Apex

Vai Ângulo do ápice = tan(Alfa)

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