Радиоэлектроника

Определение параметров p-n перехода


«МАТИ»-РГТУ
                           им. К. Э. Циолковского



                 тема: «Определение параметров p-n перехода»



                                             Кафедра: "Xxxxxxxxxx xxxxxxxxxx
                                                           xxxxxxxxxxxxxxxx"



                               Курсовая работа



|студент Хxxxxxxx X. X.   |
|группа XX-X-XX           |
|дата сдачи               |
|оценка                   |



                             г. Москва 2001 год

Оглавление:

|1. Исходные данные                                 |3      |     |
|2. Анализ исходных данных                          |3      |     |
|3. Расчет физических параметров p- и n- областей   |3      |     |
|а) эффективные плотности состояний для зоны        |3      |     |
|проводимости и валентной зоны                      |       |     |
|                                                   |       |     |
|б) собственная концентрация                        |3      |     |
|в) положение уровня Ферми                          |3      |     |
|г) концентрации основных и неосновных носителей    |4      |     |
|заряда                                             |       |     |
|д) удельные электропроводности p- и n- областей    |4      |     |
|е) коэффициенты диффузий электронов и дырок        |4      |     |
|ж) диффузионные длины электронов и дырок           |4      |     |
|                                                   |       |     |
|4. Расчет параметров p-n перехода                  |4      |     |
|a) величина равновесного потенциального барьера    |4      |     |
|б) контактная разность потенциалов                 |4      |     |
|в) ширина ОПЗ                                      |5      |     |
|г) барьерная ёмкость при нулевом смещении          |5      |     |
|д) тепловой обратный ток перехода                  |5      |     |
|е) график ВФХ                                      |5      |     |
|ж) график ВАХ                                      |6, 7   |     |
|                                                   |       |     |
|5. Вывод                                           |7      |     |
|6. Литература                                      |8      |     |



|1. Исходные данные                                                             |
|1) материал полупроводника – GaAs                                              |
|2) тип p-n переход – резкий и несимметричный                                   |
|3) тепловой обратный ток ([pic]) – 0,1 мкА                                     |
|4) барьерная ёмкость ([pic]) – 1 пФ                                            |
|5) площадь поперечного сечения ( S ) – 1 мм2                                   |
|6) физические свойства полупроводника                                          |
|                                                                            |
|Ширина   |Подвижность при     |Эффективная масса   |Время    |Относительн|
|запрещенн|300К, м2/В(с        |                    |жизни    |ая         |
|ой зоны, |                    |                    |носителей|диэлектриче|
|эВ       |                    |                    |заряда, с|ская       |
|         |                    |                    |         |проницаемос|
|         |                    |                    |         |ть         |
|         |электроно|Дырок    |электрона|дырки    |         |           |
|         |в        |         |mn/me    |mp/me    |         |           |
|         |         |         |         |         |         |           |
|1,42-8   |0,85-8   |0,04-8   |0,067-8  |0,082-8  |10-8     |13,1-8     |
|                                                                            |
|2. Анализ исходных данных                                                      |
|1. Материал легирующих примесей:                                               |
|а) S (сера) элемент VIA группы (не Me)                                         |
|б) Pb (свинец) элемент IVA группы (Me)                                         |
|2. Концентрации легирующих примесей: Nа=1017м -3,  Nд=1019м -3                 |
|3. Температура (T) постоянна и равна 300К (вся примесь уже ионизирована)       |
|4. [pic] – ширина запрещенной зоны                                             |
|5. [pic], [pic] – подвижность электронов и дырок                               |
|6. [pic], [pic] – эффективная масса электрона и дырки                          |
|7. [pic] – время жизни носителей заряда                                        |
|8. [pic] – относительная диэлектрическая проницаемость                         |
|3. Расчет физических параметров p- и n- областей                               |
|а) эффективные плотности состояний для зоны проводимости и валентной зоны      |
|[pic]                                                                          |
|[pic]                                                                          |
|б) собственная концентрация                                                    |
|[pic]                                                                          |
|                                                                               |
|в) положение уровня Ферми                                                      |
|[pic]        (рис. 1)                                                          |
|                                                                               |
|[pic]      (рис. 2)                                                            |

|                                       |                                       |
|(рис. 1)                               |(рис. 2)                               |
|г) концентрации основных и неосновных носителей заряда                         |
|[pic]                                  |[pic]                                  |
|                                       |                                       |
|[pic]                                  |[pic]                                  |
|д) удельные электропроводности p- и n- областей                                |
|[pic]                                                                          |
|                                                                               |
|[pic]                                                                          |
|е) коэффициенты диффузий электронов и дырок                                    |
|[pic]                                                                          |
|                                                                               |
|[pic]                                                                          |
|ж) диффузионные длины электронов и дырок                                       |
|[pic]                                                                          |
|[pic]                                                                          |
|                                                                               |
|4. Расчет параметров p-n перехода                                              |
|a) величина равновесного потенциального барьера                                |
|[pic]                                                                          |
|б) контактная разность потенциалов                                             |
|[pic]                                                                          |

|в) ширина ОПЗ (переход несимметричный [pic]( [pic])                            |
|[pic]                                                                          |
|г) барьерная ёмкость при нулевом смещении                                      |
|[pic]                                                                          |
|д) тепловой обратный ток перехода                                              |
|[pic]                                                                          |
|[pic]                                                                          |
|е) график ВФХ                |                                                 |
|                             |                                                 |
|[pic]                        |                                                 |
|                           |                                                  |
|                           |                                                  |
|                           |– общий вид функции для построения ВФХ            |
|                                                                               |

|ж) график ВАХ                                                                  |
|                                                                               |
|[pic]                                                                          |
|                              |                                                |
|                              |– общий вид функции для построения ВАХ          |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|Ветвь обратного теплового тока (масштаб)                                       |
|[pic]                                                                         |
|Ветвь прямого тока (масштаб)                                                  |
|Вывод.  При заданных параметрах полупроводника полученные значения             |
|удовлетворяют  физическим процессам:                                           |
|- величина равновесного потенциального барьера ([pic]) равна [pic], что        |
|соответствует условию [pic]>0,7эВ                                              |
|                                                                               |
|- барьерная емкость при нулевом смещении ([pic]) равна 1,0112пФ  т.е.          |
|соответствует заданному  ( 1пФ )                                               |
|                                                                               |
|- значение обратного теплового тока ([pic]) равно 1,92(10-16А т.е. много меньше|
|заданного      ( 0,1мкА )                                                      |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|                                                                               |
|Литература:                                                                    |
|1. Шадский В. А. Конспект лекций «Физические основы микроэлектроники»          |
|2. Шадский В. А  Методические указания к курсовой работе по курсу «ФОМ».       |
|Москва, 1996 г.                                                                |
|3. Епифанов Г. И. Физические основы микроэлектроники. Москва, «Советское       |
|радио», 1971 г.                                                                |


-----------------------
Eg

X

Ei

Ec

Ev

EF

Eg

EF

Ei

Ec

Ev

X

[pic]

[pic]

[pic]




смотреть на рефераты похожие на "Определение параметров p-n перехода "