Плотность заряда области истощения Калькулятор

✖Легирующая концентрация акцептора относится к концентрации атомов акцептора, намеренно добавленных в полупроводниковый материал.ⓘ Легирующая концентрация акцептора [N_A]			+10% -10%
✖Поверхностный потенциал — это электрический потенциал на поверхности полупроводника, особенно на границе между полупроводником и изолятором.ⓘ Поверхностный потенциал [Φ_s]			+10% -10%
✖Объемный потенциал Ферми — это параметр, который описывает электростатический потенциал в объеме (внутри) полупроводникового материала.ⓘ Объемный потенциал Ферми [Φ_f]			+10% -10%

✖Плотность заряда слоя истощения — это количество этих фиксированных зарядов на единицу площади в пределах региона истощения.ⓘ Плотность заряда области истощения [Q_d]

⎘ копия

👎

Формула

✖

Плотность заряда области истощения

Формула

`"Q"_{"d"} = (sqrt(2*"[Charge-e]"*"[Permitivity-silicon]"*"N"_{"A"}*"modulus"("Φ"_{"s"}-"Φ"_{"f"})))`

Пример

`"1.6E^-6electrons/m³"=(sqrt(2*"[Charge-e]"*"[Permitivity-silicon]"*"1.32electrons/cm³"*"modulus"("0.78V"-"0.25V")))`

Калькулятор

LaTeX

сбросить

👍

Скачать МОП-транзистор формула PDF PDF Image

Плотность заряда области истощения Решение

ШАГ 0: Сводка предварительного расчета

Используемая формула

Плотность заряда слоя истощения = (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Легирующая концентрация акцептора*modulus(Поверхностный потенциал-Объемный потенциал Ферми)))
Q_d = (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*N_A*modulus(Φ_s-Φ_f)))
В этой формуле используются 2 Константы, 2 Функции, 4 Переменные

Используемые константы

[Permitivity-silicon] - Диэлектрическая проницаемость кремния Значение, принятое как 11.7
[Charge-e] - Заряд электрона Значение, принятое как 1.60217662E-19

Используемые функции

sqrt - Функция извлечения квадратного корня — это функция, которая принимает на вход неотрицательное число и возвращает квадратный корень из заданного входного числа., sqrt(Number)
modulus - Модуль числа — это остаток от деления этого числа на другое число., modulus

Используемые переменные

Плотность заряда слоя истощения - (Измеряется в Электронов на кубический метр) - Плотность заряда слоя истощения — это количество этих фиксированных зарядов на единицу площади в пределах региона истощения.
Легирующая концентрация акцептора - (Измеряется в Электронов на кубический метр) - Легирующая концентрация акцептора относится к концентрации атомов акцептора, намеренно добавленных в полупроводниковый материал.
Поверхностный потенциал - (Измеряется в вольт) - Поверхностный потенциал — это электрический потенциал на поверхности полупроводника, особенно на границе между полупроводником и изолятором.
Объемный потенциал Ферми - (Измеряется в вольт) - Объемный потенциал Ферми — это параметр, который описывает электростатический потенциал в объеме (внутри) полупроводникового материала.

ШАГ 1. Преобразование входов в базовый блок

Легирующая концентрация акцептора: 1.32 Электронов на кубический сантиметр --> 1320000 Электронов на кубический метр (Проверьте преобразование здесь)
Поверхностный потенциал: 0.78 вольт --> 0.78 вольт Конверсия не требуется
Объемный потенциал Ферми: 0.25 вольт --> 0.25 вольт Конверсия не требуется

ШАГ 2: Оцените формулу

Подстановка входных значений в формулу

Q_d = (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*N_A*modulus(Φ_s-Φ_f))) --> (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*1320000*modulus(0.78-0.25)))

Оценка ... ...

Q_d = 1.61952637096272E-06

ШАГ 3: Преобразуйте результат в единицу вывода

1.61952637096272E-06 Электронов на кубический метр --> Конверсия не требуется

ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ ОТВЕТ

1.61952637096272E-06 ≈ 1.6E-6 Электронов на кубический метр <-- Плотность заряда слоя истощения

(Расчет завершен через 00.004 секунд)

Вы здесь -

Дом » Инженерное дело » Электроника » МОП-транзистор » Аналоговая электроника » МОП-транзистор » Плотность заряда области истощения

Кредиты

Сделано банупракаш

Инженерный колледж Даянанда Сагар (ДСКЭ), Бангалор

банупракаш создал этот калькулятор и еще 50+!

Проверено Дипанхона Маллик

Технологический институт наследия (ХИТК), Калькутта

Дипанхона Маллик проверил этот калькулятор и еще 50+!

< 21 МОП-транзистор Калькуляторы

Коэффициент эквивалентности напряжения на боковой стенке

Идти Коэффициент эквивалентности напряжения на боковой стенке = -(2*sqrt(Заложенный потенциал соединений боковых стенок)/(Конечное напряжение-Начальное напряжение)*(sqrt(Заложенный потенциал соединений боковых стенок-Конечное напряжение)-sqrt(Заложенный потенциал соединений боковых стенок-Начальное напряжение)))

Понизьте ток в линейной области

Идти Линейный регион Понижающий ток = sum(x,0,Количество транзисторов параллельного управления,(Электронная подвижность*Оксидная емкость/2)*(ширина канала/Длина канала)*(2*(Напряжение источника затвора-Пороговое напряжение)*Выходное напряжение-Выходное напряжение^2))

Уменьшите ток в области насыщения

Идти Область насыщения Понижающий ток = sum(x,0,Количество транзисторов параллельного управления,(Электронная подвижность*Оксидная емкость/2)*(ширина канала/Длина канала)*(Напряжение источника затвора-Пороговое напряжение)^2)

Напряжение узла в данном случае

Идти Напряжение узла в данном случае = (Фактор крутизны/Емкость узла)*int(exp(-(1/(Сопротивление узла*Емкость узла))*(Временной период-x))*Ток, текущий в узел*x,x,0,Временной период)

Время насыщения

Идти Время насыщения = -2*Емкость нагрузки/(Параметр процесса крутизны*(Высокое выходное напряжение-Пороговое напряжение)^2)*int(1,x,Высокое выходное напряжение,Высокое выходное напряжение-Пороговое напряжение)

Ток стока, протекающий через МОП-транзистор

Идти Ток стока = (ширина канала/Длина канала)*Электронная подвижность*Оксидная емкость*int((Напряжение источника затвора-x-Пороговое напряжение),x,0,Напряжение источника стока)

Временная задержка, когда NMOS работает в линейной области

Идти Линейная область во временной задержке = -2*Емкость перехода*int(1/(Параметр процесса крутизны*(2*(Входное напряжение-Пороговое напряжение)*x-x^2)),x,Начальное напряжение,Конечное напряжение)

Плотность заряда области истощения

Идти Плотность заряда слоя истощения = (sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Легирующая концентрация акцептора*modulus(Поверхностный потенциал-Объемный потенциал Ферми)))

Глубина истощения региона, связанного с дренажом

Идти Область истощения стока = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*(Встроенный потенциал соединения+Напряжение источника стока))/([Charge-e]*Легирующая концентрация акцептора))

Потенциал Ферми для N-типа

Идти Потенциал Ферми для N-типа = ([BoltZ]*Абсолютная температура)/[Charge-e]*ln(Концентрация донорской легирующей примеси/Собственная концентрация носителей)

Эквивалентная большая сигнальная емкость

Идти Эквивалентная большая сигнальная емкость = (1/(Конечное напряжение-Начальное напряжение))*int(Емкость перехода*x,x,Начальное напряжение,Конечное напряжение)

Максимальная глубина истощения

Идти Максимальная глубина истощения = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*modulus(2*Объемный потенциал Ферми))/([Charge-e]*Легирующая концентрация акцептора))

Ток стока в области насыщения МОП-транзистора

Идти Ток стока области насыщения = ширина канала*Скорость дрейфа электронов насыщения*int(Обвинение*Параметр короткого канала,x,0,Эффективная длина канала)

Потенциал Ферми для типа P

Идти Потенциал Ферми для типа P = ([BoltZ]*Абсолютная температура)/[Charge-e]*ln(Собственная концентрация носителей/Легирующая концентрация акцептора)

Заложенный потенциал в регионе истощения

Идти Встроенное напряжение = -(sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Легирующая концентрация акцептора*modulus(-2*Объемный потенциал Ферми)))

Глубина истощения Регион, связанный с источником

Идти Регион глубины истощения источника = sqrt((2*[Permitivity-silicon]*Встроенный потенциал соединения)/([Charge-e]*Легирующая концентрация акцептора))

Коэффициент смещения подложки

Идти Коэффициент смещения подложки = sqrt(2*[Charge-e]*[Permitivity-silicon]*Легирующая концентрация акцептора)/Оксидная емкость

Эквивалентная большая емкость сигнального перехода

Идти Эквивалентная большая емкость сигнального перехода = Периметр боковой стенки*Емкость бокового перехода*Коэффициент эквивалентности напряжения на боковой стенке

Средняя мощность, рассеиваемая за период времени

Идти Средняя мощность = (1/Общее затраченное время)*int(Напряжение*Текущий,x,0,Общее затраченное время)

Рабочая функция в MOSFET

Идти Рабочая функция = Уровень вакуума+(Уровень энергии зоны проводимости-Уровень Ферми)

Емкость перехода на боковой стенке с нулевым смещением на единицу длины

Идти Емкость бокового перехода = Потенциал соединения боковой стенки с нулевым смещением*Глубина боковины