おびやまロボット研究所ブログ

前の書き込みの続き。
ｐｎ接合の定性的なシミュレーションです。これも約20年前に作ったものです。

ゼロバイアスの時が以下の図で、左のn型半導体の部分は電子が多数、右のｐ型半導体の部分は正孔が多数になってます。この時、例えばｎ型の電子のエネルギー的に高いところの電子密度がｐ型の少数キャリアの電子密度と同じくなるようになっています。


これに順方向バイアス、ｎ型にマイナス、ｐ型にプラスの電圧を加えると図のように、フェルミ順位に差ができてエネルギー障壁（電位障壁）が低くなり、多数キャリアがお互いに逆方向に拡散していき、電子ー正孔の再結合が起こり、順方向電流となります。


逆方向バイアスの時は、図のようにエネルギー障壁が高くなり、多数キャリアの移動はできなくなります。逆に空乏層近くの少数キャリが逆方向に流れ込んでわずかな逆方向電流となります。


これも、実際の電流スケールはけた違いの現象なので、あくまで定性的、視覚的に示すシミュレーションです。原理的な数式通りにでなく、逆に視覚的に見せるために細工したところが大変だった記憶があります。

ダウンロードはこちら、pn-junctionSim.zip
.exeに直リンクを貼ると警告がでるので、zip圧縮しました。警告出ると思いますが一応ウィルスチェックは通したので実行してみてください。