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JunJunççõesões PNPN
Leitura: Sze + Kasap
EEL6760 – Transporte EletrônicoProf. Carlo Requião da Cunha, Ph.D.
EEL/CTC/UFSC
pp--SiSi
p-Si
Máscara
OxidaOxidaççãoão
SiO2
p-Si
Máscara
SiSi33NN44
Si3N4SiO2
p-Si
Máscara
CorrosãoCorrosão
Si3N4
SiO2
p-Si
Máscara
Si3N4
DifusãoDifusão
Si3N4
SiO2
p-Si
Máscara
Si3N4
n+
CorrosãoCorrosão
Si3N4
SiO2
p-Si
Máscara
Si3N4
n+
SputteringSputtering
Si3N4
SiO2
p-Si
Máscara
n+
JunJunççãoão MetalMetalúúrgicargica
p n
DifusãoDifusão de de CargasCargas
p n
CDJrr
∇−= .
NeutralizaNeutralizaççãoão de de CargasCargas
p n
Zona de Depleção
ExposiExposiççãoão de de ÍÍonsons
p n
DensidadeDensidade de de CargasCargas
p n
x
ρ
-Wp Wn
Na
Nd
Neutralidade:
dnap NWNW =
NeutralidadeNeutralidade de de CargasCargas
x
ρ
-Wp Wn
Na
Nd
⎪⎩
⎪⎨⎧
=+
=
0WWW
NWNW
np
dnap
Wo
da
dp NN
NWW+
= 0
da
an NN
NWW+
= 0
Campo Campo ElEléétricotrico 11
x-Wp Wn
Na
Nd
( )ε
ρ rErr
=⋅∇
( ) ( ) rdrrEr
Wp
rrr∫
−
= ρε1
x-Wp Wn
= ACUMULAÇÃO
ρ
E
Campo Campo ElEléétricotrico 22
x-Wp Wn
Na
Nd
( )ε
ρ rErr
=⋅∇
( ) ( ) rdrrEr
Wp
rrr∫
−
= ρε1
x-Wp Wn
-Eo
εεpand WqNWqNE −=−=0
ρ
E
PotencialPotencial ElEléétricotrico 11
EVr
=∇−
( ) ( ) rdrErVr
Wp
rrr∫
−
−=
x-Wp Wn
-Eo
x-Wp Wn
E
VOutra ACUMULAÇÃO
PotencialPotencial ElEléétricotrico 22
EVr
=∇−
rdW
rErdW
rEVn
p
W
n
o
W p
o rr∫∫ −=
− 0
0
0
x-Wp Wn
-Eo
x-Wp Wn
E
V
Vo ( )nnpp WEWEV 002
10 +=
PotencialPotencial ElEléétricotrico 33
x-Wp Wn
V
Vo
εεpand WqNWqNE −=−=0
( )nnpp WEWEV 002
10 +=
( )220 2 ndpa WNWNqV +=
εda
dp NN
NWW+
= 0
da
an NN
NWW+
= 0
da
da
NNNNqWV
+=
ε20
0
Banda de Banda de ConduConduççãoão
x-Wp Wn
V
Vo
x-Wp Wn
Ec = qV
qVo
( ) TkBenε
ε−
∝
TkqV
p
nTkqV
n
p BB eppe
nn 00
0
0
0
0 ,−−
==
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
0
0
0
00 lnln
n
pB
p
nB
pp
qTk
nn
qTkV
dn
nnn Nninnipninp 2
0
2
02
00 ==→=
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛= 20 ln
niNN
qTkV daB
ZonaZona de de DepleDepleççãoão
x-Wp Wn
Ec = qV
qVo
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛= 20 ln
niNN
qTkV daB
( ) 21
002
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ += V
NNNN
qW
da
daε
( ) 21
01
02
−−
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ +== V
NNNN
qWC
da
daA ε
ε
CorrenteCorrente nana JunJunççãoão
P N
Difusão de n
x-Wp Wn
Ec = qV
q(Vo)
Deriva de n
CorrenteCorrente ReversaReversa
P N
Difusão de n
x-Wp Wn
Ec = qV
q(Vo+VA)
Deriva de n
CorrenteCorrente DiretaDireta
P N
Difusão de n
x-Wp Wn
Ec = qV
q(Vo-VA)
Deriva de n
CorrenteCorrente TotalTotal
P N
V
i
VT ~ 0,7ViS
( )⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡−= 1Tk
qV
SBeIVI Equação de Shockley
