Cesko.wiki Difúzní napětí
Author
Albert FloresBěžný průběh V-A charakteristiky diody, na vodorovné ose je vyznačena hodnota difúzního napětí Difúzní (kontaktní) napětí je elektrické napětí vznikající vyrovnáním Fermiho energetických hladin při PN přechodu.
Vznik
Pokud dojde ke „kontaktu“ polovodiče typu P a typu N, elektrony a díry začnou difundovat z míst, kde mají vyšší energii do míst s nižší energií (elektrony difundují z N do P, díry z P do N). Tím se polovodič P nabíjí záporně, zatímco polovodič N kladně. +more Tak vzniká napětí, které se ustálí na hodnotě Ud.
Jeho hodnota je tím vyšší, čím vyšší je difúze majoritních nosičů a je dáno poměrem koncentrací majoritních a minoritních nosičů na odpovídající hranici OPN(oblasti prostorového náboje). Je teplotně závislé (s teplotou klesá, protože intrinsická koncentrace se zvyšuje).
U běžné polovodičové diody je jeho hodnota za běžných podmínek cca 0,6V.
Výpočet
Difúzní napětí je dáno vzorcem:
U_d = U_T\cdot\ln\frac{N_A\cdot N_D}{n_i^2}, kde:
* NA , ND - koncentrace donorů a akceptorů * ni - vlastní (intrinsická) koncentrace * UT - teplotní napětí ** Pro 25 °C je cca UT ≈ 25 mV ** U_T = \frac{nkT}{q}, kde *** n - emisní koeficient *** k - Boltzmannova konstanta (= 1,380 649×10−23 J·K−1) *** T - absolutní teplota (v Kelvinech) *** q - elementární náboj (= 1,602 176 634×10−19 C)
