Расчёт параметров и характеристик резкого p-n-перехода
Автор: Евгений Кравченко • Сентябрь 4, 2022 • Курсовая работа • 4,663 Слов (19 Страниц) • 233 Просмотры
[pic 1][pic 2][pic 3]
Содержание
Тема работы | 3 |
Цель работы | 3 |
Краткие теоретические сведения | 3 |
Задание на выполнение курсовой работы | 8 |
Расчётное задание. | 9 |
Расчет контактной разницы потенциалов | 10 |
Расчет полной ширины запирающего слоя | 10 |
Расчет распределения напряжённости электрического поля в запирающем слое p-n-перехода | 11 |
Расчет распределения потенциала электрического поля в запирающем слое p-n-перехода | 12 |
Расчет обратного тока насыщения I0 через p-n-переход | 14 |
Расчет зависимости барьерной и диффузионной ёмкостей p-n-перехода | 17 |
Расчет дифференциального и статического сопротивление p-n-перехода | 20 |
Заключение | 22 |
Перечень используемых информационных ресурсов. | 23 |
Вариант № 6
Тема: Расчёт параметров и характеристик резкого p-n-перехода
Цель работы: более глубоко познакомиться с различными типами электрических переходов, технологиями получения p-n-переходов, физическими основами процессов, протекающих в p-n-переходе, освоить методику расчёта важнейших параметров и характеристик резкого (идеального) p-n-перехода и усвоить их взаимосвязь.
Краткие теоретические сведения о параметрах контактов металл-полупроводник и р-n-перехода. Основные расчетные соотношения
Контактная разность потенциалов контакта металл – полупроводник:
, (1.1)[pic 4]
где – термодинамическая работа выхода электронов из полупроводника, – термодинамическая работа выхода электронов из металла (рисунок 2.1).[pic 5][pic 6]
Потенциал (высота) барьера Шоттки:
, (1.2)[pic 7]
где – сродство к электрону, эВ.[pic 8]
Ширина области пространственного заряда (ОПЗ) в полупроводнике (рисунок 2.1, б):
[pic 9] (1.3)
где – диэлектрическая проницаемость полупроводника; еь электрическая постоянная; V – величина приложенного к контакту напряжения смещения; N – концентрация примеси в полупроводнике.[pic 10]
[pic 11]
Рисунок 1 – Энергетические диаграммы p-n перехода: а) до их приведения в контакт; б) в равновесном состоянии
Напряженность электрического поля в ОПЗ полупроводника:
[pic 12] (1.4)
Уравнение ВАХ контакта металл-полупроводник (теория термоэлектронной эмиссии-диффузии):
[pic 13] (1.5)
где – диффузионная составляющая скорости носителей qNc заряда на границе раздела структуры металл - полупроводник ( – эффективная постоянная Ричардсона; – скорость дрейфа носителей заряда в ОПЗ; – максимальное значение напряженности электрического поля в полупроводнике (при V = 0). Если , то справедлива теория термоэлектронной эмиссии (теория Бете) и выражение для плотности тока преобразуется к виду:[pic 14][pic 15][pic 16][pic 17][pic 18]
[pic 19] (1.6)
В том случае, когда , определяющим является процесс диффузии (теория Шоттки) и плотность тока вычисляется по формуле:[pic 20]
[pic 21] (1.7)
Контактная разность потенциалов р-n-перехода:
[pic 22] (1.8)
где – термодинамическая работа выхода электронов из полупроводника p-типа проводимости; – термодинамическая работа выхода электронов из полупроводника n-типа проводимости (рис.5.2,а); Na, Nd – концентрация акцепторов [pic 23][pic 24]
...