Барьерная емкость полупроводникового диода и электронная перестройка частоты колебательного контура. эпис дз. Барьерная емкость полупроводникового диода и электронная перестройка частоты

• Название: Барьерная емкость полупроводникового диода и электронная перестройка частоты
• Анкор: Барьерная емкость полупроводникового диода и электронная перестройка частоты колебательного контура
• Дата: 18.05.2023
• Размер: 0.59 Mb.
• Имя файла: эпис дз.docx
• Тип: Документы; #1141193

тема: Барьерная емкость полупроводникового диода и

электронная перестройка частоты

колебательного контура

Вариант №4

Цель работы: I. Расчет и построение зависимости емкости обратно смещенного p–n-перехода от напряжения.

II. Определение диапазона электронной перестройки частоты колебательного контура для заданных электрофизических параметров перехода.

Параметры диодной структуры:

1) материал: германий (Ge);

2) диэлектрическая проницаемость: ε = 16;

3) концентрация примеси: N_A = 3,5⸱10¹⁶ см^-3, N_D = 5⸱10¹⁴ см^-3;

4) площадь перехода: S_пер = 10^-6 м²;

5) резонансная частота колебательного контура: f₀ = 40 МГц;

6) эквивалентная индуктивность контура: L_K = 70 мкГн;

7) Собственная концентрация электронов: n_i = 2,5⸱10¹³ см^-3.

Определим для заданных параметров диодной структуры зависимость барьерной емкости С_бар от напряжения по формуле:

U,В	-11	-12	-13	-14	-15	-16	-17	-18	-19	-20
Сбар,пФ	22,26	21,34	20,52	19,79	19,13	18,53	17,98	17,49	17,03	16,6

Определим зависимость толщины обеднённого слоя L_об от напряжения обратного смещения по формуле:

U,В	-11	-12	-13	-14	-15	-16	-17	-18	-19	-20
Lоб , м	6,36	6,64	6,9	7,16	7,4	7,64	7,87	8,1	8,32	8,53

По заданным значениям резонансной частоты f₀ и эквивалентной индуктивности L_K при С_бар = 0 определим собственное значение емкости:





Рассчитаем частоту колебательного контура при изменении напряжения на варикапе:

U,В	-11	-12	-13	-14	-15	-16	-17	-18	-19	-20
f0, МГц	4,03	4,12	4,2	4,28	4,35	4,42	4,49	4,55	4,61	4,67

Определим диапазон перестройки частоты колебательного контура по графическим зависимостям С_бар(U):



Параметры диодной структуры:

1) материал: арсенид галлия (GaAs);

2) диэлектрическая проницаемость: ε = 10,9;

3) концентрация примеси: N_A = 3,5⸱10¹⁶ см^-3, N_D = 5⸱10¹⁴ см^-3;

4) площадь перехода: S_пер = 10^-6 м²;

5) резонансная частота колебательного контура: f₀ = 40 МГц;

6) эквивалентная индуктивность контура: L_K = 70 мкГн;

7) Собственная концентрация электронов: n_i = 8⸱10⁶ см^-3;

Определим для заданных параметров диодной структуры зависимость барьерной емкости С_бар от напряжения по формуле:

U,В	-11	-12	-13	-14	-15	-16	-17	-18	-19	-20
Сбар,пФ	17,78	17,08	16,46	15,91	15,4	14,94	14,52	14,14	13,78	13.45

Определим зависимость толщины обеднённого слоя L_об от напряжения обратного смещения по формуле:

U,В	-11	-12	-13	-14	-15	-16	-17	-18	-19	-20
Lоб , м	5,43	5,65	5,86	6,06	6,26	6,46	6,64	6,82	7	7,17

По заданным значениям резонансной частоты f₀ и эквивалентной индуктивности L_K при С_бар = 0 определим собственное значение емкости:





Рассчитаем частоту колебательного контура при изменении напряжения на варикапе:

U,В	-11	-12	-13	-14	-15	-16	-17	-18	-19	-20
f0, МГц	4,51	4,6	4,69	4.77	4,85	4,92	5	5,06	5,12	5,19

Определим диапазон перестройки частоты колебательного контура по графическим зависимостям С_бар(U):



Вывод: Из полученных графиков видно, что у германия модуляционная характеристика колебательного контура расположена ниже, чем у арсенида галлия. Это связано в тем, что резонансная частота колебательного контура обратно пропорциональна диэлектрической проницаемости.