Считая, что из полупроводников р- и n-типа изготовлен р-n-переход, определить контактную разность потенциалов; ширину обедненных областей и ширину

Считая, что из полупроводников р- и n-типа изготовлен р-n-переход, определить контактную разность потенциалов; ширину обедненных областей и ширину области пространственного заряда; величину заряда на единицу площади; величину барьерной емкости без внешнего напряжения и при об- ратном напряжении U_обр = –5 В; коэффициенты диффузии и диффузионную длину носителей заряда; ток насыщения (обратный ток). 

Исходные дынные:

Собственная концентрация n_i = 4·10¹⁴ м^-3

Температура Т = 270 К

Концентрация акцепторной примеси: N_a = 13·10²¹ м^-3 = 13·10¹⁵ см^-3

Концентрация донорной примеси: N_d = 18·10²⁰ м^-3 = 18·10¹⁴ см^-3 

Площадь перехода S = 3 мм² = 3·10^-6 м² = 3·10^-2 см² = 0,03 см²

Постоянная Больцмана k = 1,38·10^-23 Дж/К = 8,614·10^-5 эВ/К

Электрическая постоянная = 8,85·10^-12 Ф/м

Диэлектрическая проницаемость кремния = 11,8

Заряд электрона q = 1,6·10^-19 Кл

Время жизни носителей заряда 2,5·10^-3 c

Подвижность электронов = 0,197 м²/(В·с)

Подвижность дырок = 0,076 м²/(В·с)

Эффективная плотность состояний в зоне проводимости N_C = 2,4·10²⁵ м^-3

Эффективная плотность состояний в валентной зоне N_V = 9·10²⁴ м^-3

Найти:

1. Контактная разность потенциалов
2. Ширина обедненных областей р-n-перехода
3. Ширина области пространственного заряда
4. Величина заряда на единицу площади
5. Величина барьерной емкости без внешнего напряжения
6. Величина барьерной емкости при обратном напряжении U_обр = –5 В
7. Коэффициент диффузии электронов
8. Коэффициент диффузии дырок
9. Диффузионная длина электронов
10. Диффузионная длина дырок
11. Ток насыщения (обратный ток)