Главная страница
Навигация по странице:

  • Результаты при Т = 300 К

  • Ответы на контрольные вопросы: 1. Указать направление диффузии и дрейфа в асимметричном р-n переходе при U=0. Какие составляющие (электронная, дырочная) будут преобладать

  • 2. Почему диффузия носителей не приводит к выравниванию концентраций

  • 3. Какие заряды количественно преобладают вблизи контакта р- и n- областей

  • Почему на границе областей концентрация подвижных носителей невелика Подвижные уходят от контакта.4. Какой окажется контактная разность потенциалов φ

  • при подаче внешнего напряжения, равного

  • 5. Как на свойства р-n перехода влияет выбор типа полупроводника

  • 6. Как на свойства р-n перехода влияет концентрация примесей

  • 7. Как на свойства р-n перехода влияет его площадь

    		•

    ИССЛЕДОВАНИЕ ИДЕАЛИЗИРОВАННОГО Р-N ПЕРЕХОДА. Лаб1 Электроника. Лабораторная работа 1 исследование идеализированного рn перехода


    Скачать 76.02 Kb.
    НазваниеЛабораторная работа 1 исследование идеализированного рn перехода
    АнкорИССЛЕДОВАНИЕ ИДЕАЛИЗИРОВАННОГО Р-N ПЕРЕХОДА
    Дата31.10.2022
    Размер76.02 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаЛаб1 Электроника.docx
    ТипЛабораторная работа
    #764500

    Лабораторная работа №1

    ИССЛЕДОВАНИЕ ИДЕАЛИЗИРОВАННОГО Р-N ПЕРЕХОДА

    Вариант 7

    1. Цель работы

    Целью настоящей работы является определение основных характеристик идеализированного р-n перехода. Исходными данными являются параметры конструкции: тип полупроводника, концентрация примесей, площадь р-n перехода. Определяются следующие характеристики идеализированного р-n перехода в отсутствие внешнего напряжения:

    – контактная разность потенциалов;

    – толщина;

    – тепловой ток (ток насыщения);

    – напряжение и тип пробоя;

    – барьерная ёмкость.

    Ход выполнения работы

    1. Так как контактная разность потенциалов примерно соответствует Uпр, её можно посчитать по формуле 1.

     ,

    2. Для идеального P-N перехода барьерная ёмкость находится по формуле 2. Для уменьшения барьерной ёмкости нужно уменьшить площадь

    P-N перехода.

     ,

    3. Для уменьшения теплового тока нужно уменьшить площадь P-N перехода или/и увеличить концентрацию донорной примеси по формуле 3.

     ,

    Заполним таблицу искомых значений в соответствии с 7 Вариантом

    Характеристики p-n перехода
    Исходный вариант
    Вариант с увеличенным Uпроб.
    Вариант с уменьшенной Сб0
    Вариант с уменьшенным I0

    Исходные данные

    Тип п/п
    Ge
    Ge
    Ge
    Ge

    NA, см–3
    10^18
    10^19
    10^18
    10^18

    NД, см–3
    10^16
    10^16
    10^16
    10^17

    S, см2
    10^(-4)
    10^(-4)
    10^(-5)
    10^(-4)

    Результаты при Т = 300 К

    k0,В
    5,5049E-1
    4,9091E-1
    4,3133E-1
    4,9091E-1

    w, мкм
    9,9202E-2
    2,9492E-1
    2,7768E-1
    9,7765E-2

    I0, А
    4,1806E-13
    1,4062E-12
    1,4935E-13
    4,2420E-13

    Uпроб.л., В
    1,5367E+0
    8,6413E+0
    8,6413E+0
    1,5367E+0

    Uпроб.т., В
    4,4250E-1
    4,4250E+0
    4,4250E+0
    4,4250E-1

    Сб0, Ф
    1,4345E-11
    4,8037E-12
    5,1247E-13
    1,5191E-11

    Результаты исследования при исходных данных варианта 7:



    Результаты исследования при увеличенном Uпроб.:



    Результаты исследования при уменьшенной Сб0:



    Результаты исследования при уменьшенном I0:



    Ответы на контрольные вопросы:

    1. Указать направление диффузии и дрейфа в асимметричном р-n переходе при U=0. Какие составляющие (электронная, дырочная) будут преобладать?

    При ассиметричном переходе могут преобладать и донорная и акцепторная примеси. Диффузия – смешение одного вещества с другим при их контакте – происходит от большей концентрации к меньшей. При дрейфе наоборот – от меньшей концентрации к большей. Переход основных носителей к смежным областям приводит к рекомбинации (исчезновение пары свободных носителей противоположного заряда в среде с выделением энергии), то есть к уменьшению концентрации основных носителей. В результате в смежной области концентрация дырок и электронов низкая, область называется обеднённой. Количество электронов и дырок будут примерно равны.



    2. Почему диффузия носителей не приводит к выравниванию концентраций?

    Собственное электрическое поле P-N перехода характеризуется контактной разностью потенциалов   . Диффузия не будет проходить до конца.

    3. Какие заряды количественно преобладают вблизи контакта р- и n- областей?

    Преобладают неосновные, так как основные носители переходят в смежную зону становясь неосновными.

    Почему на границе областей концентрация подвижных носителей невелика?

    Подвижные уходят от контакта.

    4. Какой окажется контактная разность потенциалов φk при подаче внешнего напряжения, равного?

    Величина примерно равна напряжению пробоя, при котором электрическое поле перехода исчезает и перестаёт препятствовать протеканию большого диффузионного тока – прямого тока IПР. Они имеют разные направления.

    5. Как на свойства р-n перехода влияет выбор типа полупроводника?

    Тип влияет на значение тока насыщения I0, что в свою очередь влияет на IПР и IОБР, причём не только идеализированного, но и реального P-N перехода.

    6. Как на свойства р-n перехода влияет концентрация примесей?

    Из формулы 1 видно, что концентрация примесей влияет на контактную разность потенциалов , и на толщину P-N перехода, представленную формулой 4.



    7. Как на свойства р-n перехода влияет его площадь?

    Площадь влияет на значение тока насыщения, что видно из формулы и барьерной ёмкости - формула . Чем больше площадь перехода, тем больше эти два показателя.

    написать администратору сайта