COMPORTAMENTO DINAMICO DELLE GIUNZIONI P-N

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1 COMPORTMETO MCO ELLE GUZO P- Fora abbamo affrotato tuazo tazoare oa og ualvolta che è tato ecearo abbamo oto / t (e. Δ / t ell euazoe d cotutà). altre arole, abbamo coderato la rota della guzoe - ad ua teoe cotua (C) e lotao dal tratoro zale coeguete alla ua alcazoe. Ora coderamo la rota della guzoe ad u egale temo-varate: ua teoe alterata (C) oure u tratoro. Fcamete, corrode a teere coto de tem d rota de ortator alla teoe d greo. Sccome ortator oo d due t, e hao geerale delle damche molto dvere. maggortar oo veloc ( tem d rota ~ -_ - ec ) metre mortar oo ù let (, ~-6 ec). roce cu ha ua varazoe della carca rota ad ua varazoe d teoe, è aocato l cocetto d caactà. Pertato, all tero d ua guzoe -, ooo dvduare due cotrbut caactv, legat rettvamete a due t d ortator reet: - caactà d vuotameto è maggortar C J - caactà d dffuoe è mortar C d oltre vao coderate ache le varazo d correte retto alla teoe alcata è d/ coduttaza (damca). Sccome l dodo è u oggetto o leare retto alla teoe, caactà e coduttaza o arao valor cotat, carattertc del dotvo, ma dederao dal uto d lavoro è oo deft attravero ua formula d dervazoe: C d/, G d/.

2 Problema: come rode la guzoe ad ua teoe dedete dal temo, defta come: v ( t) v ( t) Polarzzazoe vera a ove e la comoete cotua, v a la comoete alterata d ccola amezza Caactà d vuotameto : CJ rota a va, la zoa d vuotameto allarga o retrge. Soo ortator d maggoraza a muover e l temo d reazoe è molto bao (~- - ec) è CJ rulta dedete da ω fo a freueze molto alte (~ MHz). vera la guzoe comorta come e foe u caactore ratcamete deale, oche la correte cotua che attravera l dotvo e ratcamete ulla

3 - Coduttaza : G ortator (d maggoraza) reagcoo tataeamete al egale (ccolo) ovraoto. ueta ote: e v v a : ( v ) v e La correte dovuta al egale è: ( v ) a ( va ) Eedo v a <<,, ( v a ) uò eere eao ere d Taylor: d ( va ) ( ) va G d v e ( v ) ( ) a d v a a d e (mho) Coduttaza a baa freueza ( ) S defce: r G ( ) Reteza damca

4 Se dal dodo deale aa al dodo reale, occorre teer coto ache del cotrbuto dovuto alla geerazoe: el cao della guzoe bruca: dw G dw e d W e 4 b b b G dw W ε ε ε

5 Polarzzazoe dretta Oltre a C J, c è ache C dovuta alla rota de mortar. mortar cotrbucoo ache al valore d G. mortate: la dffuoe è u roceo leto retto alla freueza del egale. Sotto l azoe d ua teoe v a (t), (e ) dveta ua fuzoe della ozoe e del temo: (x,t)

6 mmagazzameto d carca (charge torage) olarzzazoe dretta, le rego eutre rcevoo ua uattà d ortator mortar ecceo. ueta carca è data da: x ( ) dx L ex L ex x ( ) ex x ex dx x x L dx

7 ua guzoe bruca ammetrca >> - X x J L L L J ex e. (3.76) J

8 Caactà d dffuoe: Bae freueze C d d L e S oerv come er <, C d ed fatt o v è ezoe d mortar elle rego eutre. Coduttaza : bae freueze G dj J ( J J ) J Crcuto euvalete: e mbolo crcuto euvalete er ccol egal C j, C d, G dedoo da

9 Comortameto durate u tratoro (wtchg reoe) Per emlctà coderamo ua guzoe ( >> ). S vuole coderare la trazoe O/OFF che ha uado verte brucamete la olarzzazoe da dretta a vera. ueto gfca tudare l evoluzoe che coduce da ua tuazoe tazoara d ezoe d mortar ad ua tuazoe, atotcamete tazoara, d comleta chuura della guzoe.

10 Per la guzoe bruca Come vede, l cambameto cote ella elmazoe della carca, dovuta a mortar, rareetata dalla omma delle due aree tratteggate. ueta elmazoe avvee tramte meccam: ) Rfluo attravero la regoe vuotata (correte vera); ) Rcombazoe d lacue x>x. artcolare, oerverà ua dmuzoe d (x ) dal uo valore zale >> ad u valore fale <<. l corrodete otezale della guzoe egurà ueto adameto l ( x, t) (S ot che, o eedo ccol egal, ermette a j d raggugere l otezale alcato olo come valore atotco)

11 S oerv come j, ache er grad corret, o eccede, come orde d gradezza, l volt. S coder ua commutazoe da 5 a 5 del crcuto dato. Sa R F R R KΩ, e a S -4. E facle verfcare come la caduta d teoe 5 rartca crca 4, u R F e,8 ul dodo, co ua correte d crca 4m. uado avvee la commutazoe, fo a che (x ) o cede fo a valor cofrotabl co, j rmae comrea tra,8 e. ueta fae, 5 devoo cadere tutt ulla reteza R R aa ua correte R data da: 5 j 5 R 5m R R R R ud, ua tea correte cotate corre vera, fo al temo t er cu (x ). oo ueto tate, la regoe eutra o ha ua ù ortator mortar, (x ) dveta << e j ragguge radamete valor egatv (guzoe vera), fo ad uguaglare 5. ueto uto o aa ù correte.

12 t vee defto temo d mmagazzameto. t tt (t off fg. 3. e e. 3.8) vee defto temo d trazoe vera. al del temo d mmagazzameto x>x, durate gl tat o tazoar: Δ t J x Δ e. d cotutà S moltlch tutto er l area e er e tegr tra x e : oa t x Δ el erodo t t, (t) - R tegrado tra e t : dx t ( t) t x d R ( t) J x R dt dx ( t) x Δ dx Euazoe del cotrollo d carca P P ( t ) () R d t dt

13 Per uato detto uò aumere (t ) e, er la (3.76), (doo aver oto F J (x ) : () F Per t>t, ha ua rada dcea della correte. S codera chuo l tratoro uado la correte vera cede a meo del % d R. TRSZOE OFF/O( F cotate) arma la correte F reme d mortar la regoe, o la rcombazoe blaca F e ha uo tato tazoaro. R R t t l R F t l t S F j t F e t e t l

14 O OFF (teoe cotate) OFF O (correte cotate)