Расчет необходимых электрофизических характеристик полупроводниковой структуры

Задание №1

Электронно-дырочный переход сформирован в кремнии таким образом, что удельные сопротивления электронной и дырочной областей составляют величины ρniи ρpiсоответственно.

Исходные данные:

Удельные сопротивления электронной области ;

Удельные сопротивления дырочной области ;

Прямое напряжение ;

Температура ;

Коэффициент диффузии для электронов кремния ;

Коэффициент диффузии для дырок кремния ;

Собственная концентрация носителей заряда ;

Ширина запрещенной зоны .

Определить:

) Величину контактной разности потенциалов при комнатной температуре;

) и построить энергетическую диаграмму р-n-перехода в равновесном состоянии, а также при заданном значении величины прямого напряжения U, В;

) и построить теоретическую вольт-амперную характеристику (рассматривается движение всех носителей заряда через р-n-ереход);

) Величину дифференциального сопротивления р-n-перехода при U; Т.

Решение:

1) Для определения контактной разности потенциалов по формуле (5) необходимо найти концентрации электронов и дырок по формулам (3) и (4). Для этого сначала находим подвижности электронов и дырок из соотношения Эйнштейна и температурный потенциал:

2) Энергетическая диаграмма р-п - перехода в равновесном состоянии представлена на рисунке 1, а, а энергетическая диаграмма р-п - перехода при заданном значении величины прямого напряжения - на рисунке 1, б [2].

Для состояния равновесия величина искривления границ зон:

При наличии прямого напряжения:

а) б)

Рисунок 1 - Энергетическая диаграмма р-n-перехода

(а - в равновесном состоянии; б - при наличии прямого напряжения)

) Вольт-амперная характеристика идеального р-n-перехода может быть описана выражением (6). Для этого рассчитаем сначала ток насыщения по (9):

Таблица 1 - Таблица вольт-амперной характеристики р-n-перехода

Еще статьи по технике и технологиям

Автоматизация установки для получения моющего раствора
Целью данной курсовой работы является ознакомление с принципами построения современных систем автоматизации технологических процессов, реализованных на базе промышленных контроллеров и ЭВМ. Для достижения поставленной цели необходим ...

Синтез системы автоматического регулирования
В современном мире существует великое множество разнообразных технических устройств. Среди них выделяют автоматы, и системы автоматического управления. Ведущую роль играют устройства автоматического управления - устройства, способны ...