pn接合シミュレーション（定性的イメージ）
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。
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。
IoTで室温を時系列で記録して可視化、その３
週末挟んでの研究室の温度ログ。
週末は外は冷えてたのですが、温度は10度程度、日中は＋３℃位上がってようです。
出勤後今日の9時半頃にエアコン入れました。
やっぱりノイズ多すぎですね。
書類仕事終わったら回路とプログラムを改良しようと思います。
IoT公開サーバーはこちら
週末は外は冷えてたのですが、温度は10度程度、日中は＋３℃位上がってようです。
出勤後今日の9時半頃にエアコン入れました。
やっぱりノイズ多すぎですね。
書類仕事終わったら回路とプログラムを改良しようと思います。
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半導体シミュレーション（定性的イメージ）
かなり前（約20年前）にVisualBasic6で作った、定性的なイメージを持ってもらうための半導体シミュレーション（アプリ？）がありました。
こんな感じの画面です。
日本語バージョンも作ったけど、今動かすと文字化けしました。
exeファイルなので警告が出ます。無視して動かすとウイルス検知プログラムから一応安全なようですと表示されて動いてくれます。
初期画面でスタートを押すと、フェルミレベルが表示されて、電子・正孔がうごめいてます。
温度を350度にあげると電子・正孔の密度が上がります。
Ndの密度を上げると、電子密度が増加します。
光照射ボタンを押すと、一瞬で過剰キャリアが注入されて、そのあと、平衡状態に戻っていく様子が確認できます。
光照射の瞬間。
しばらく後
拡散テストを押すと、キャリアがいったん中央に集められますが、
しばらくすると拡散して均等化します。
弱電界を引火すると、キャリアが動いていって電流が流れます。
最初は数式に忠実に計算しようとしたのですが、キャリア密度がけた違いに変わるので、それだと電子・正孔を白黒の〇で表示するには、値の変化が極端すぎてこんな風に視覚的には表せません。
なので、あくまで定性的なイメージを表示するアプリです。
ダウンロードはこちら、semiconsim.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。
こんな感じの画面です。
日本語バージョンも作ったけど、今動かすと文字化けしました。
exeファイルなので警告が出ます。無視して動かすとウイルス検知プログラムから一応安全なようですと表示されて動いてくれます。
初期画面でスタートを押すと、フェルミレベルが表示されて、電子・正孔がうごめいてます。
温度を350度にあげると電子・正孔の密度が上がります。
Ndの密度を上げると、電子密度が増加します。
光照射ボタンを押すと、一瞬で過剰キャリアが注入されて、そのあと、平衡状態に戻っていく様子が確認できます。
光照射の瞬間。
しばらく後
拡散テストを押すと、キャリアがいったん中央に集められますが、
しばらくすると拡散して均等化します。
弱電界を引火すると、キャリアが動いていって電流が流れます。
最初は数式に忠実に計算しようとしたのですが、キャリア密度がけた違いに変わるので、それだと電子・正孔を白黒の〇で表示するには、値の変化が極端すぎてこんな風に視覚的には表せません。
なので、あくまで定性的なイメージを表示するアプリです。
ダウンロードはこちら、semiconsim.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。
先日公開したIoTサ－バー、その後。
先日公開したIoTサーバーのデータ書き込みの例が1000件超えでアクセスがあって、誰かが試しにデータを送ってたようです。
サンプルの例の数値が小さくて、通常Arduinoで使われるアナログ値の最大1023を送るとグラフが変になってたので、記述例の数値を100,200,300,400,500,600 と大きくしました。
でもアカウント登録されてないようなので、使ってみたいなら個別にアカウント作って使っていいですよ。
不正なアカウント作成を防止するためなので。躊躇されてる方がいるかもしれないので .jp ドメイン縛りは外しておきます。
IoT公開サーバーはこちら
サンプルの例の数値が小さくて、通常Arduinoで使われるアナログ値の最大1023を送るとグラフが変になってたので、記述例の数値を100,200,300,400,500,600 と大きくしました。
でもアカウント登録されてないようなので、使ってみたいなら個別にアカウント作って使っていいですよ。
不正なアカウント作成を防止するためなので。躊躇されてる方がいるかもしれないので .jp ドメイン縛りは外しておきます。
IoT公開サーバーはこちら
地元は半導体ブーム（バブル？）なので。
企業展示会とか行っていろいろ質問してると、何をされてるんですか？って聞かれて、以前半導体を...という話になってしまうので、どこかに書いておこうと思って、ホームページに半導体関連のカテゴリーを作りました。別のサイトを立ち上げたりするほどのコンテンツはないし。
最初は、共著書についての紹介を書きました。
共著書：半導体デバイス工学について 2024.3.2
最初は、共著書についての紹介を書きました。
共著書：半導体デバイス工学について 2024.3.2
