Formel p-n-Übergang Breite der Raumladungszone Akzeptorkonzentration Donatorkonzentration Diffusionsspannung
$$d(U) ~=~ \sqrt{ \frac{2\varepsilon_0 \, \varepsilon_{\text r}}{e} \left( \frac{1}{N_{\text A}} + \frac{1}{N_{\text D}} \right) \, \left( U_{\text D} - U \right) }$$ $$d(U) ~=~ \sqrt{ \frac{2\varepsilon_0 \, \varepsilon_{\text r}}{e} \left( \frac{1}{N_{\text A}} + \frac{1}{N_{\text D}} \right) \, \left( U_{\text D} - U \right) }$$
Breite der Raumladungszone
\( d \) Einheit \( \text{m} \) Breite der Raumladungszone, die an der Grenzschicht zwischen dem p- und n-dotierten Halbleiter entsteht.
Externe Spannung
\( U \) Einheit \( \text{V} \) Externe Spannung, die am p-n-Übergang angelegt wird. Je nach dem, wo ihr Plus- bzw- Minuspol ist, ist die p-n-Diode in Sperr- oder Durchlassrichtung geschaltet.
Akzeptorkonzentration
\( N_{\text A} \) Einheit \( \frac{1}{\text{m}^3} \) Akzeptorkonzentration ist die Dichte der Dotieratome in der p-Schicht. Akzeptoren sind Atome, mit denen die p-Schicht dotiert wurde.
Donatorkonzentration
\( N_{\text D} \) Einheit \( \frac{1}{\text{m}^3} \) Donatorkonzentration ist die Dichte der Dotieratome in der n-Schicht. Donatoren sind Atome, mit denen die n-Schicht dotiert wurde.
Diffusionsspannung
\( U_{\text D} \) Einheit \( \text{V} \) Diffusionsspannung ist die elektrische Spannung, die in der Raumladungszone entsteht.
Elektrische Feldkonstante
\( \varepsilon_0 \) Einheit \( \frac{\text{As}}{\text{Vm}} \) Elektrische Feldkonstante ist eine Naturkonstante mit dem Wert: \( \varepsilon_0 = 8.854 \, 187 \,\cdot\, 10^{-12} \, \frac{ \text{As} }{ \text{Vm} } \).
Relative Permittivität
\( \varepsilon_{\text r} \) Einheit \( - \) Relative Permittivität ist abhängig vom Medium in der Raumladungszone. Im Vakuum hat sie z.B. den Wert \( \varepsilon_{\text r} ~=~ 1 \).
Elementarladung
\( e \) Einheit \( \text{C} \) Elementarladung ist eine Naturkonstante mit dem Wert: \( e = 1.602 \, 176 \, 634 \,\cdot\, 10^{-19} \, \text{C} \).