Расчет необходимых электрофизических характеристик полупроводниковой структуры

Разность температур ;

Концентрация носителей .

1) Определить во сколько раз увеличивается обратный ток насыщения р-п-перехода, если температура увеличивается:

- от до для германиевого диода;

от до для кремниевого диода.

p-n-переход изготовлен из легированного германия с концентрацией акцепторной и донорной примесей соответственно Na и Nd.

) Определите толщину обедненного слоя, если при обратном смещении величина максимального электрического поля в переходе равна ξm.

3) Рассчитать и построить энергетическую диаграмму р-n-перехода в равновесном состоянии, а также при напряжении, соответствующем величине ξm.

Решение:

1) Используя формулу (9) составим отношение токов:

Для германиевого диода

Для кремниевого диода

Следовательно, обратный ток насыщения р-n-перехода увеличивается в 1,49 и 1,37 раза для германиевого и кремниевого диода соответственно.

2) Толщину обедненного слоя находим с помощью формулы (17):

3) Энергетическая диаграмма р-п - перехода в равновесном состоянии совпадает с энергетической диаграммой из задачи №1 (рисунок 1.а), при этом:

Для состояния равновесия величина искривления границ зон:

Рисунок 6 - Энергетическая диаграмма р-n-перехода в состоянии равновесия

Задание №4

p-n-переход формируется путем диффузии бора в кремний n-типа.

Исходные данные:

Удельное сопротивление ;

Концентрация бора на поверхности равна ;

Известно, что на глубине от поверхности концентрация бора уменьшается в е раз;

Площадь поперечного сечения р-n-перехода ;

Обратное смещение ;

Прямое напряжение ;

Величина максимального электрического поля переход .

Определить:

) Концентрацию основных и неосновных носителей заряда;

) Ширину р-n-перехода;

) Барьерную емкость р-n-перехода;

) Ток диода при прямом напряжении Uпр, В;

) Напряжение пробоя, предполагая, что он наступает при напряженности поля ξm, В/м;

Решение:

) Концентрация основных носителей заряда (в данном случае электронов) рассчитывается по формуле (4):

Концентрацию дырок находим по формуле (3):

Еще статьи по технике и технологиям

Расчет параметров аналого-цифрового преобразователя с неравномерной характеристикой квантования для телефонных каналов
В связи с цифровизацией сетей связи на сегодняшний день является актуальным вопрос проектирования и разработки новых улучшенных цифровых систем передачи. Для получения навыков в проектировании цифровых систем передачи необходимо ра ...

Расчёт характеристик системы связи
Система связи состоит из источника дискретных сообщений, кодера источника, кодера канала, модулятора, линии связи, демодулятора, декодера канала, декодера источника и получателя сообщений. Определить характеристики системы: . Стат ...