ece 606 key equations5

3
 "#"$%&% '()*+, -&./ . !"!#$%$& ()* !+,-./0 12 3405 )6- 7 89 '()*+, -&./ 01)2 34+567)89: ;4)54< =+*><)6*7? :;*2/<-= <012.-1.2&  '*@*A8+ B!  C /&&DE !  =1.055 ! 10 "34 J-s [ ]   N C  = 3.23 ! 10 19 cm -3  m 0  = 9.109 ! 10 "31 kg [ ]   N V  =1.83 ! 10 19 cm -3  k  B  =1.380 ! 10 "23 J/K [ ]  n i  =1 !10 10 cm -3  q  =1.602 ! 10 "19 C [ ]  ! 0  = 8.854 " 10 #14 F/cm [ ]  0*@@<) F+5*A<6G BH2@E IH2@J KH2@L MH2@N O+,@< P<7Q<<+ 7Q8 (@1+<6G cos!  = h 1 h 2  + k 1 k 2  + l 1 l 2 h 1 2 + k 1 2 + l 1 2 h 2 2 + k 2 2 + l 2 2  '(1A*+, P<7Q<<+ 7Q8 (@1+<6G d  = 1 !  N  = a h 2 + k 2 + l 2  R*9< *+5<(<+5<+7 Q1>< <STG !! 2 2m 0 " 2 #  x ( ) "  x 2  + U x ( ) #  x ( ) = E #  x ( )  !  x,t ( ) ="  x ( ) e #i $ t  d 2 !  x ( ) dx 2  + k 2 !  x ( ) = 0  k 2 = 2m 0 ! 2  E ! U 0 " #  $ %  !  x ( ) =  Ae ±ikx  F+U*+*7< S41+749 Q<@@ 8U Q*57H: VG ! n  = ! 2 k n 2 2m *  = ! 2 n 2 " 2 2m * W 2  " C .: -: /: W 089<+749 8(<)178)G  p !  ! i " "  x  "+<),? 8(<)178)G  E  = !  ! i " "t  ;@1+< Q1><G !  x,t ( ) = e i  ±kx"# t ( )  089<+749 8U (@1+< Q1><G  p  = !k  >)12/.* 04 2.-.)2 /1 ?#2@-<)& .XG  N k dk = 2 !  L 2" ( ) dk  =  L  " ( ) dk  -XG  N k d 2 k  = 2 !  A 2" ( ) 2 # $ %  & ' ( d 2 k  =  A 2" 2 ( ) d 2 k  /XG  N k d 3 k =2 ! " 8# 3 ( ) d 3 k  = " 4# 3 ( ) d 3 k  >)12/.* 04 2.-.)2 /1 )1)5A* B1P8>< 7H< P87789 8U 7H< A8+54A7*8+ P1+5EG .XG  D 1  D (  E ) = 1 ! ! 2m  D *  E " E C  -XG  D 2  D (  E ) = m  D * ! ! 2  /XG  D 3  D  E ( ) = m  D * ( ) 3/2 2  E ! E C ( ) " 2 ! 3  

Upload: soham-saha

Post on 07-Jul-2018

219 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

8/18/2019 ECE 606 Key Equations5

http://slidepdf.com/reader/full/ece-606-key-equations5 1/3

 

"#"$%&% '()*+, -&./. 

!"!#$%$& ()* !+,-./012 3405 )6-7 89

'()*+, -&./01)2 34+567)89: ;4)54< =+*><)6*7?

:;*2/<-= <012.-1.2&  '*@*A8+ B!  C /&&DE!   =1.055!10

"34J-s[ ]  

 N C   = 3.23!10

19cm

-3

 m0   = 9.109 !10

"31 kg[ ]    N V   = 1.83!10

19cm

-3  

k  B  = 1.380 !10

"23J/K[ ]  

ni  = 1!10

10cm

-3

 q   =1.602!10

"19C[ ]  

! 0  =  8.854 "10

#14F/cm[ ]  

0*@@<) F+5*A<6G BH2@E IH2@J KH2@L MH2@N

O+,@< P<7Q<<+ 7Q8 (@1+<6G cos!  =

h1h2 + k 

1k 2 + l 

1l 2

h1

2+ k 

1

2+ l 

1

2h2

2+ k 

2

2+ l 

2

2  

'(1A*+, P<7Q<<+ 7Q8 (@1+<6G d  = 1!

 N   = a h2+ k 

2+ l 

R*9< *+5<(<+5<+7 Q1>< <STG!!

2

2m0

"2#   x( )" x

2  +U x( )#   x( ) = E #   x( )   !  x,t ( ) ="   x( )e# i$ t  

d 2!   x( )dx

2  + k 

2!   x( ) = 0   k 

2=

2m0

!2

 E !U 0

"#   $%   !   x( ) =  Ae± ikx  

F+U*+*7< S41+749 Q<@@ 8U Q*57H: VG ! n   =

!2k n

2

2m*  =

!2n2" 

2

2m*W 

2  " C .: -: /: W

089<+749 8(<)178)G ˆ p ! !

i

"

" x  "+<),? 8(<)178)G ˆ E   = !

 !

i

"

"t  

;@1+< Q1><G !  x,t ( ) = ei   ±kx"# t ( )

  089<+749 8U (@1+< Q1><G  p  = !k  

>)12/.* 04 2.-.)2 /1 ?#2@-<)&

.XG  N k dk = 2!  L 2" ( )dk   =  L   " ( )dk  

-XG  N k d 

2k   = 2 !  A 2" ( )

2#$%

  &'(d 

2k   =  A 2" 

2( )d 2k  

/XG  N k d 3k =2! " 8# 

3( )d 3k   =   " 4# 3( )d 3k  

>)12/.* 04 2.-.)2 /1 )1)5A* B1P8>< 7H< P87789 8U 7H< A8+54A7*8+ P1+5EG

.XG  D1 D( E ) =

1

! !

2m D

*

 E " E C   

-XG  D2 D

( E ) =m D

*

! !2

 /XG  D

3 D E ( ) =

m D

*( )3/2

2  E ! E C 

( )" 

2!

8/18/2019 ECE 606 Key Equations5

http://slidepdf.com/reader/full/ece-606-key-equations5 2/3

 

"#"$%&% '()*+, -&./- 

Y<)9* U4+A7*8+G  f E ( ) =1

1+ e  E ! E F ( )   k  BT 

 

!=)<.501 B)12/./)2&  B ! F 

  =  E  F  " E 

C ( ) k  BT  EG

.XGn L

  = N C 

F !1/2

  " F ( )  9

$.

  N 

  =

1

!

2m D

*k  BT 

!  9

$.

-XG nS   = N 

C F 

0  !

 F ( )   9$-  N 

C   =

m D

*k  BT 

! !2

# $% 

& '  

9$- 

/XG n = N C F 

1/2  !

 F ( )   9$/  N 

C   =

1

4

2m D

*k  BT 

! !2

# $% 

& ' 

3/2

9$/

YX F+7<,)1@G F  j  !

 F ( ) =1

" ( j +1)

! jd !

1+ e!#!

 F 

0

$

%    Y8) " 1+ *+7<,<)G ! (n) = n"1( )!  

Y8) +8+$*+7<,<) "G !  1/ 2

( )=   "   1+5 !   p +1

( )=  p!   p

( ) 

C@-<) <;-5A) 1),.5-=/.*G  p ! n + N  D+

! N  A!

= 0  

 N  D+

 N  D=

1

1+ g De E F ! E  D( )   k  BT 

  N  A

!

 N  A=

1

1+ g Ae E  A! E F ( )   k  BT 

 

D)<07E/1-./01&

Z15*17*><G  R Rad    = B np ! ni

2( )   O4,<)G  R Aug   = C nn np ! ni

2( )+ C  p p np ! ni

2( )  

'Z[G ! "n

"t  SRH 

= ! " p

"t  SRH 

= RSRH   =

np! ni

2( )

#  p   n + n1( )+# n   p+ p1( )

 

",55)1. )+,-./012G  J n  = nµ 

n

dF n

dx   J 

n = nqµ 

nE 

 x  + qD

n

dn

dx   D

n  µ 

n  = k 

 BT q  

 J  p  =  pµ 

 p

dF  p

dx   J 

 p  =  pqµ 

 pE 

 x ! qD

 p

dp

dx   D

 p  µ 

 p  = k 

 BT q  

C)7/<01B,<.05 !+,-./012&

!n!t 

= "# i

!

 J n

"q$ % &

' ( )  +Gn " Rn   0*+8)*7? #1))*<) X*UU46*8+ "S147*8+

! p!t 

= "# i

!

 J  p

q$ % &

' ( )  +G p " R p   !" p

!t = D p

!2" p

dx2  # "

 p

$  p

+G L  

0  =  !" i   # 

!

E ( )+ $  

 L p  =  D

 p!  p  

>/0B) !+,-./01G  I  D  = qA

ni

2 D

n

 N  A L

n

+

ni

2 D

 p

 N  D L

 p

" #

% &   e

qV  A/k  BT  '1( )   B@8+,E

8/18/2019 ECE 606 Key Equations5

http://slidepdf.com/reader/full/ece-606-key-equations5 3/3

 

"#"$%&% '()*+, -&.// 

 I  D  = qA

ni

2 Dn

 N  AW 

 P 

+

ni

2 D

 p

 N  DW 

 N 

" #

% &   e

qV  A/k  BT  '1( ) B6H8)7E

 F/@0=-5 .5-12/2.052&

!   =  I C  I  B

=  N  DE 

 N  AB

 Dn

 D p

W  E 

W  B

  gm   = ! I C 

!V  BE 

=  I C 

k  BT q( ) 

!    = I  En

 I  Ep  + I  En=

1

1+W 

 B

W  E 

niE 

2

niB

2

 N  AB

 N  DE 

   I Cn

  =! T  I  En

  " I C 

  ! T  "1#

 1

2

W  B

 Ln

$ % &

' ( ) 

2

 

 I C   =! 

dc I  E 

  ! dc

  =! T "    ! 

dc  =

" dc

1#" dc

 

t t   =

W  B

2

2 Dn

   f T  max  =

1

2! t t  

GHC !=)<.502.-./<2&

X<(@<7*8+ A8+5*7*8+6 B($7?(< 64P67)17<EG 0  <! S   < 2! 

F   ! F    =

k  BT 

qln

  N  A

ni

" # $

% & '  

W  D   =

2! S " 0# S 

qN  A

  E S    =

2qN  A! S 

" s# 0  Q B   = !qN  AW  D   " 

S ( )   Q B   ! S ( ) = "   2q# s$ 0 N  A! S  

\17< >8@71,< >6T 64)U1A< (87<+7*1@ )<@17*8+G

!V G   =" S  #Q

  " S ( )C 

ox

  C ox   =!  ox" 0   t ox  QS   ! S ( ) =Qn   ! S ( )+Q B   ! S ( )  

Qn  ! 

S ( ) = "   # Si

 k  B

T n B

eq! S  /2k  BT   

F+><)6*8+ A8+5*7*8+6G

W T    =

2K S ! 0

qN  A

2" F 

#

$%

&

'(

1/2

  !V G   = 2" F  #Q B

  2" F ( )+Qn

C ox 

!V T    = 2" F  #

Q B   2" F ( )

C ox

  Qn   = !C ox   V G !V T ( )  

GHC IJ <;-5-<.)5/2./<2 32+,-5) =-K9&

 I  D

  =

W µ nC 

ox

 LV G !V 

T ( )V 

 D !V  D

2

2

"

#$

%

&'   0 !V 

 D  <V 

 Dsat   V 

G !V 

T  

 I  D

  =

W µ nC 

ox

2 LV G !V 

T ( )

2

  V  D !V 

 Dsat   V 

G !V 

T