3سوال مدارالکترونیکی دارم باتشکر فراوان

[iamhassan]

با عرض سلام
و خسته نباشید بر شما دوست عزیز 3 سوال در درس مدار الکترونیکی رشته کامپیوتر دارم که به جواب آنها احتیاج دارم
بی نهایت ممنون می شوم اگر جواب من را بدهید.
1.در یک بلور حاوی ناخالصی های نوعN آوP –چگالی حفره ها 100 برابر چگالی الکترونهای آزاد است.در صورتی که برای این بلور ni=1011cm-3آ باشد.چه مقدار ناخالصی نوع Nآدر واحد حجم باید به آن اضافه نمود تا بلور به بلور خا لص تبدیل شود؟
2.به یک بلور نوع P آنقدر ناخالصی نوع N اضافه می کنیم تا بلور خا لص شود.اکنون اگر بخواهیم چگالی الکترونهای آزاد را به 100 برابر چگالی حفره ها برسانیم چه مقدار ناخالصی نوع Nآدر واحد حجم باید به بلور اضافه کنیم؟ ni=1012cm-3
3.دوقطعه بلور سیلیکون یکی از نوع N باND=1016cm-3 ودیگری از نوع P باNA=1014cm-3 موجودند.
الف:چگالی حاملهای اقلیت و اکثریت را در هر یک از این قطعه ها حساب کنید.
ب:اختلاف پتانسیل پیوند این دو نیمه هادی چقدر است؟
ج:عرض ناحیه تهی و پیشرفتگی آن در هر ناحیه را محاسبه کنید.
بسیار متشکر وسپاسگزارم.

[BlueAbble]

پاسخ : 3سوال مدارالکترونیکی دارم باتشکر فراوان

سلام
یک قاعده کلی وجود داره که میگه حاصلضرب چگالی الکترونهای آزاد یا n و حفره های آزاد یا p برابر است با چگالی ذاتی به توان دو یعنی
1 n*p=ni*ni
حالا جواب سوال اول: چون چگالی حفره ها 100 برابر الکترونهاست پس داریم: p=100n با ترکیب این معادله با معادله 1 که در بالا ذکر شد چگالی الکترونها و حفره ها بدست میآید: n=10^10 , p=10^12 بنابراین با اضافه کردن 10^10*99 ناخالصی نوع N نیمه هادی خالص میشود.

ج.2 وقتی بلور خالص است میتوان نوشت: n1*p1=ni^2 اما چون بلور در ابتدا p بوده و با اضافه کردن ماده نوع N اکنون خالص شده است پس تعداد اتمهای نوع N و P برابر است یعنی n1=p1=10^12 حالا میخواهیم آنقدر ناخالصی N اضافه کنیم تا به وضعیت جدید n2*p2=ni^2 برسیم. البته در وضعیت جدید داریم: n2=100p2 از دو معادله اخیر مقدار n2=10^13 بدست میآید. پس ناخالصی ای که باید اضافه کنیم برابر N=10^13-10^12 یا N=9*10^12 است.

ج.3 در مورد سیلیکان داریم که

[BlueAbble]

پاسخ : 3سوال مدارالکترونیکی دارم باتشکر فراوان

ج.3 در مورد سیلیکان داریم: ni=1.5*10^10 cm-3

الف: برای قطعه اول که Nd=10^16 معلومه که چگالی حاملهای اکثریت که همان الکترونهاست برابر همان Nd است و چگالی حاملهای اقلیت هم از رابطه بالا بدست میآید(من ماشین حساب ندارم!)
برای قطعه دوم که Na=10^14 هست باز معلومه که چگالی حاملهای اکثریت که همان حفره هاست برابر همان Na است و حاملهای اقلیت مجددا از رابطه بالا بدست میآید.

ب: اختلاف پتانسیل به دلیل تفاوت تراکم الکترونها در دو قطعه است و از رابطه زیر بدست میآید:
V=KT/q ln(Na*Nd/ni^2) 2
که در ان K ثابت بولتزمان، T دمای مطلق اتاق(300 کلوین) و q بار الکتریکی الکترونه. بقیه هم که معلومه

ج: عرض ناحیه تهی یا W از رابطه زیر بدست میآید:
http://solarwww.mtk.nao.ac.jp/kobaya...is/node33.html
که در اون epsilon برای سیلیکان 11.7 * 8.854 * 14-^10 هست. Vo همان V هست که در بند ب محاسبه شده است و بقیه معلوم هستند.