Regione di carica spaziale: differenze tra le versioni

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Per calcolare il [[campo elettrico]] nella regione, integreremo l'[[equazione di Poisson]] in una dimensione:
:<math>\cfrac {d^2 V} {dx^2} = - \cfrac{\rho}{\epsilonvarepsilon}</math>
 
La densità delle cariche è legata al [[drogaggio]]. Nell'ipotesi che sia uniforme:
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:<math>
\cfrac {dV}{dx} = \begin{cases}
\cfrac {qN_A}{\epsilonvarepsilon}x + C_1, & x \in [-W_1,0] \\
- \cfrac {qN_D}{\epsilonvarepsilon}x + C_2, & x \in [0,W_2]
\end{cases}
</math>
Riga 46:
E(x)= -\cfrac{dV}{dx}=
\begin{cases}
- \cfrac {qN_A}{\epsilonvarepsilon}(x + W_1),& x \in [-W_1,0] \\
\cfrac {qN_D}{\epsilonvarepsilon}\left(x - \cfrac{N_A}{N_D}W_1\right), & x \in [0,W_2]
\end{cases}
</math>
Riga 59:
V(x)=
\begin{cases}
\cfrac {qN_A}{\epsilonvarepsilon}\left(\cfrac{1}{2}x^2 + W_1x\right)+C_1,& x \in [-W_1,0] \\
- \cfrac {qN_D}{\epsilonvarepsilon}\left(\cfrac{1}{2}x^2 - \cfrac{N_A}{N_D}W_1x\right) + C_2, & x \in [0,W_2]
\end{cases}
</math>
Riga 71:
V(x)=
\begin{cases}
\cfrac {qN_A}{\epsilonvarepsilon}\left(\cfrac{1}{2}x^2 + W_1x+\cfrac{1}{2}W_1^2\right),& x \in [-W_1,0] \\
- \cfrac {qN_D}{\epsilonvarepsilon}\left(\cfrac{1}{2}x^2 - \cfrac{N_A}{N_D}W_1x - \cfrac{N_A}{2N_D}W_1^2\right), & x \in [0,W_2]
\end{cases}
</math>
Riga 80:
\Delta V & = V(W_2)-V(-W_1)=\\
& =V(W_2)= \\
& = \cfrac {qN_D}{\epsilonvarepsilon} \left( - \cfrac{1}{2}W_2^2 + \cfrac{N_A}{N_D}W_1W_2 + \cfrac{N_A}{2N_D}W_1^2 \right)
\end{align}
</math>
Riga 88:
\quad & N_AW_1=N_DW_2 & \Leftrightarrow \\
\Leftrightarrow \quad & W_2=\cfrac{N_A}{N_D}W_1 & \Rightarrow\\
\Rightarrow \quad & \Delta V = \cfrac {qW_1^2N_A}{2\epsilonvarepsilon} \left( \cfrac{N_A}{N_D} + 1 \right)
 
\end{align}
Riga 123:
Se la [[giunzione p-n]] viene polarizzata con una tensione inversa <math>V_R\!</math>, ai bordi della regione di carica si trova una [[Tensione elettrica|tensione]] <math>V_R + V_{b-i}\!</math>. Basta risolvere per <math>W_1\!</math> e <math>W_2\!</math> le espressioni della [[#Tensione|tensione nella regione]] per ottenere:
:<math>
W_1=\sqrt{\cfrac{2\epsilonvarepsilon(V_{b-i}+V_R)}{qN_A\left(1+\cfrac{N_A}{N_D}\right)}}
</math>
e
:<math>
W_2=\sqrt{\cfrac{2\epsilonvarepsilon(V_{b-i}+V_R)}{qN_D\left(1+\cfrac{N_D}{N_A}\right)}}
</math>
 
Riga 150:
Inoltre:
:<math>
\cfrac{dW_1}{dV_R}=\sqrt{\cfrac{\epsilonvarepsilon}{2qN_A\left(1+\cfrac{N_A}{N_D}\right)(V_{b-i}+V_R)}}
</math>
 
Infine, moltiplicando, e definendo <math>V_D=-V_R\!</math>, per considerare una polarità concorde alla polarizzazione diretta:
:<math>
C_j=A\sqrt{\cfrac{q\epsilonvarepsilon N_AN_D}{2V_{b-i}(N_A+N_D)}} \cdot \cfrac{1}{\sqrt{1-\cfrac{V_D}{V_{b-i}}}}
</math>
Possiamo definire il coefficiente <math>C_{j0}\!</math> come la capacità di svuotamento per <math>V_D=0\!</math>:
:<math>C_{j0}=A\sqrt{\cfrac{q\epsilonvarepsilon N_AN_D}{2V_{b-i}(N_A+N_D)}}
</math>