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Dispositivi a semiconduttore1 Semiconduttori inomogenei: la giunzione p-n n(x),p(x): implica corrente di diffusione In condizioni di equilibrio termodinamico:

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Presentazione sul tema: "Dispositivi a semiconduttore1 Semiconduttori inomogenei: la giunzione p-n n(x),p(x): implica corrente di diffusione In condizioni di equilibrio termodinamico:"— Transcript della presentazione:

1 Dispositivi a semiconduttore1 Semiconduttori inomogenei: la giunzione p-n n(x),p(x): implica corrente di diffusione In condizioni di equilibrio termodinamico: J tot =0 Esiste un campo E Nel semiconduttore drogato inomogeneo la neutralità di carica non esiste in tutto il semiconduttore: regione di giunzione

2 Dispositivi a semiconduttore2 E il potenziale di Fermi? In eq.termodinamico E F è spazialmente costante: Esiste un potenziale macroscopico V(x) che si aggiunge al potenziale cristallino: shift dei livelli elettronici -eV(x) Problema: allineamento delle bande

3 Dispositivi a semiconduttore3 Si sceglie un riferimento di energia: livello vuoto E 0 E0E0 E EFEF x Gap costante, ma doping diverso nelle varie regioni p1p1 n p2p2

4 Dispositivi a semiconduttore4 Regioni lontane da giunzione: Doping omogeneo E F vicino a BV o BC a seconda doping p n E Fn E Fp EFEF

5 Dispositivi a semiconduttore5 Giunzione a gradino Hp: n=N d p=N a Giunzione p-n allequilibrio termodinamico Nomenclatura:

6 Dispositivi a semiconduttore6 Prima del contatto

7 Dispositivi a semiconduttore7 Al contatto e h Correnti diffusione e, h verso lati opposti: ricombinazione maggioritari/minoritari : formazione regione carica spaziale

8 Dispositivi a semiconduttore8 Allequilibrio:

9 Dispositivi a semiconduttore9 Regione di carica spaziale

10 Dispositivi a semiconduttore10 Lontano dalla giunzione: P p 0 =N a N n 0 =N d V p,V n :potenziale elettrostatico lontano dalla giunzione. Alla giunzione =V n -V p e =-e(V p -V n )

11 Dispositivi a semiconduttore11 Giunzione pn Inoltre:

12 Dispositivi a semiconduttore12 Giunzione pn

13 Dispositivi a semiconduttore13 Giunzione pn

14 Dispositivi a semiconduttore14 Giunzione pn

15 Dispositivi a semiconduttore15 Giunzione pn -d p -d n

16 Dispositivi a semiconduttore16 Giunzione pn -d p -d n

17 Dispositivi a semiconduttore17 Giunzione pn -d p -d n

18 Dispositivi a semiconduttore18 Giunzione pn W: estensione della giunzione: conta il lato meno drogato

19 Dispositivi a semiconduttore19 N B : concentrazione droganti lato meno drogato

20 Dispositivi a semiconduttore20 E M : campo max alla giunzione

21 Dispositivi a semiconduttore21

22 Dispositivi a semiconduttore22 Giunzione p-n allequilibrio termodinamico

23 Dispositivi a semiconduttore23 Condizioni di equilibrio Corrente=0: separatamente per elettroni e lacune Lontano dalla giunzione E=0, n(p) costante Alla giunzione drift=diffusione


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