Calcule la temperatura del silicio (unión pn)

Necesito estimar la temperatura a la cual la unión pn hecha de silicio pierde sus características de rectificación. ( norte A = norte D = 10 15 C metro 3 )

mi GRAMO es independiente de la temperatura y son 1,12 eV para el Si. La concentración de portador intrínseco a temperatura ambiente (T=300 K) es norte i S i = 10 10 C metro 3 .

Intento resolver este problema con este argumento: la unión pn deja de funcionar cuando las concentraciones de electrones y huecos se igualan.

Sucede cuando norte D ( norte A ) norte i = norte C norte v mi X pag ( mi gramo / 2 k T ) T 3 / 2 mi X pag ( mi gramo / 2 k T ) . La temperatura máxima es T S i 650 k (resultado).

Traté de reemplazar los valores en esta fórmula anterior para ver si obtengo el valor Nd pero no obtuve este valor, ni nada del mismo orden de magnitud:

T 3 / 2 mi X pag ( mi gramo / 2 k T ) = 650 3 / 2 mi X pag ( 1.1 / ( 2 × 8 , 617 × 10 5 × 650 ) ) 0 , 901 norte D

¿Qué se me escapa en el razonamiento?

¿Son esos signos ~~~~ (que indican que se ignoran algunos términos) los que causan la falta de coincidencia?

Respuestas (1)

Faltan algunos términos en norte i ...

norte i = norte C norte v mi mi gramo / 2 k T = 2 ( 2 π k h 2 ) 3 / 2 ( metro mi metro h ) 3 / 4 T 3 / 2 mi mi gramo / 2 k T

Tenga en cuenta que, en semiconductores no degenerados, la densidad efectiva de estados en la banda de conducción norte C y que en la banda de valencia norte v se expresan como (ver Principio de los dispositivos semiconductores )

norte C = 2 ( 2 π metro mi k T h 2 ) 3 2
norte v = 2 ( 2 π metro h k T h 2 ) 3 2

Ahora, usando la masa efectiva metro mi = 1.08 metro 0 y metro h = 0.81 metro 0 dado en la referencia , y a 650 K, producirá,

norte i = 3.29 × 10 15   ( C metro 3 )
lo cual es sobre 10 15   ( C metro 3 ) .