Potencial Interno de la Unión PN

\[V_{bi}=\frac{kT}{q}\ln\left(\frac{N_AN_D}{n_i^2}\right)\]

Variables

Vbipotencial interno (V)

kconstante de Boltzmann (J/K)

Ttemperatura absoluta (K)

qcarga elemental (C)

Naconcentración de aceptores (1/m³)

Ndconcentración de donadores (1/m³)

niconcentración intrínseca de portadores (1/m³)

Descripción

¿Qué calcula esta fórmula?

La fórmula de Potencial Interno de la Unión PN calcula el potencial eléctrico natural que se forma a través de una unión PN semiconductor debido a la difusión de portadores.

Cuándo se utiliza

Se utiliza al analizar uniones semiconductoras, diodos, transistores, circuitos integrados o dispositivos electrónicos semiconductores.

Ejemplo

Una unión PN de silicio tiene:

Na = 1×10^24 1/m³

Nd = 5×10^22 1/m³

ni = 1.5×10^16 1/m³

T = 300 K

k = 1.38×10^-23 J/K

q = 1.6×10^-19 C

Fórmula:

Vbi = (kT/q) ln((Na Nd)/(ni^2))

Sustitución:

Vbi = ((1.38×10^-23×300)/(1.6×10^-19)) ln(((1×10^24)(5×10^22))/((1.5×10^16)^2))

Resultado:

Vbi ≈ 0.79 V

El potencial interno de la unión PN es aproximadamente 0.79 V.

Aplicaciones

Análisis de diodos, física de transistores, circuitos integrados, ingeniería de dispositivos semiconductores e investigación de materiales electrónicos.