Расчет параметров p-n перехода

Министерство образования Российской Федерации
ФГБОУ ВО «МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ»

(национальный исследовательский университет)

Кафедра 402

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Расчет параметров p-n перехода»

Вариант 17

Выполнил: Студент группы №

   _________

Преподаватель:

                                                                                           _________

Москва

2019

Содержание:

Работа 1. Вольтамперные характеристики полупроводникового диода   …… 3

1.1. Цель работы ……………………………………………………….….. 3

1.2. Расчетные формулы ………………………………………………….. 3

1.3. Расчет для кремниевого  ………………...……....………...….….…... 5

1.4. Расчет для германиевого………………...……... …………….……… 6

1.5. Расчет для арсенид-галлиевого ……………………………………..  6

1.6. Построение графиков ………………………………………………..  7

1.7. Вывод …………………………………………………………….….. 15

Работа 2. Барьерная ёмкость полупроводникового диода и электронная перестройка частоты контура …………………………………………...……... 16

2.1. Цель работы ……………………………………………………….… 16

2.2. Исходные данные, представления и расчетные соотношения ….... 16

2.3. Зависимость барьерной ёмкости Сбар от напряжения …………..…. 18

2.4. Зависимость толщины обедненного слоя от напряжения…………..19

2.5. Расчёт собственной емкости колебательного контура и зависимости частоты колебательного контура от напряжения…………………….……….. 20

2.6. Определение диапазона перестройки частоты колебательного контура ……………………..……………………………………………..…….. 21

2.7. Вывод ……………………………………………….……………….. 22

Работа 1.

Вольт-амперные характеристики полупроводникового диода.

Цель работы:

1. Расчёт и построение вольт-амперных характеристик полупроводникового диода при различных электрофизических параметрах идеального p-n перехода.
2. Расчёт и построение вольт-амперных характеристик полупроводникового диода при учете сопротивления базы.

Исходные данные для проведения расчётов.

Расчетные формулы.

При некоторых допущениях вольт-амперную характеристику p-n перехода можно представить в виде зависимости:

[pic 1],

где I0 – обратный (тепловой) ток, U – напряжение, T – температура, при расчетах T ≈ 300 К.  

      При ширине областей Wp>>Ln, Wn>>Lp , величина обратного тока определяется соотношением:

[pic 2],

в котором pn0  и npo - концентрации неосновных носителей в p- и n-областях в равновесном состоянии перехода,

[pic 3], [pic 4]

ni - концентрация носителей в собственном полупроводнике; ND и NA - концентрации донорной и акцепторной примесей, Ln и Lp - диффузионные длины электронов и дырок; Dn и Dp    - коэффициенты диффузии электронов и дырок.

Величина теплового потенциала:

[pic 5]

 (q = 1,6 × 10-19 Кл – заряд электрона)

Дифференциальное сопротивление p-n перехода:

[pic 6]

(достигает больших значений при стремлении обратного тока перехода к предельной величине I0).

При проведении расчётов целесообразно пользоваться зависимостью: