Определение параметров p-n перехода
«МАТИ»-РГТУ
им. К. Э. Циолковского
тема: «Определение параметров p-n перехода»
Кафедра: "Xxxxxxxxxx xxxxxxxxxx
xxxxxxxxxxxxxxxx"
Курсовая работа
-
студент Хxxxxxxx X. X. группа XX-X-XX
дата сдачи
оценка
г. Москва 2001 год
Оглавление:
-
1. Исходные данные
3
2. Анализ исходных данных
3
3. Расчет физических параметров p- и n- областей
3
а) эффективные плотности состояний для зоны проводимости и валентной зоны
3
б) собственная концентрация
3
в) положение уровня Ферми
3
г) концентрации основных и неосновных носителей заряда
4
д) удельные электропроводности p- и n- областей
4
е) коэффициенты диффузий электронов и дырок
4
ж) диффузионные длины электронов и дырок
4
4. Расчет параметров p-n перехода
4
a) величина равновесного потенциального барьера
4
б) контактная разность потенциалов
4
в) ширина ОПЗ
5
г) барьерная ёмкость при нулевом смещении
5
д) тепловой обратный ток перехода
5
е) график ВФХ
5
ж) график ВАХ
6, 7
5. Вывод
7
6. Литература
8
|
1. Исходные данные |
|
1) материал полупроводника – GaAs 2) тип p-n переход – резкий и несимметричный 3) тепловой
обратный ток
( 4) барьерная
ёмкость ( 5) площадь поперечного сечения ( S ) – 1 мм2
|
)
– 0,1
мкА
)
– 1
пФ
6)
физические
свойства
полупроводника|
Ширина запрещенной зоны, эВ |
Подвижность при 300К, м2/ВЧс |
Эффективная масса |
Время жизни носителей заряда, с |
Относительная диэлектрическая проницаемость |
||
|
электронов |
Дырок |
электрона mn/me |
дырки mp/me |
|||
|
1,42-8 |
0,85-8 |
0,04-8 |
0,067-8 |
0,082-8 |
10-8 |
13,1-8 |
|
2. Анализ исходных данных |
|
1. Материал легирующих примесей: а) S (сера) элемент VIA группы (не Me) б) Pb (свинец) элемент IVA группы (Me) 2. Концентрации легирующих примесей: Nа=1017м -3, Nд=1019м -3 3. Температура (T) постоянна и равна 300К (вся примесь уже ионизирована) 4.
5.
6.
7.
|
|
8.
|
|
3. Расчет физических параметров p- и n- областей |
|
а) эффективные плотности состояний для зоны проводимости и валентной зоны
б) собственная концентрация
в) положение уровня Ферми
|
– ширина запрещенной
зоны
,
– подвижность
электронов
и дырок
,
– эффективная
масса электрона
и дырки
– время жизни
носителей
заряда
– относительная
диэлектрическая
проницаемость
(рис. 1)
(рис. 2)|
|
|
| (рис. 1) | (рис. 2) |
|
г) концентрации основных и неосновных носителей заряда |
|
|
|
|
|
д) удельные электропроводности p- и n- областей
|
|
|
е) коэффициенты диффузий электронов и дырок
|
|
|
ж) диффузионные длины электронов и дырок
|
|
4. Расчет параметров p-n перехода |
|
|
a) величина равновесного потенциального барьера
б) контактная разность потенциалов
|
|
|
в) ширина
ОПЗ (переход
несимметричный
|
||
|
г) барьерная ёмкость при нулевом смещении
д) тепловой обратный ток перехода
|
||
|
|
||
– общий вид функции для построения ВФХ |
||
а
)
е)
график ВФХ
|
ж) график ВАХ
|
|
|
|
– общий вид функции для построения ВАХ |
Ветвь обратного теплового тока (масштаб) |
|
|
Ветвь прямого тока (масштаб) |
|
Вывод. При заданных параметрах полупроводника полученные значения удовлетворяют физическим процессам:
- величина
равновесного
потенциального
барьера ( |
|
- барьерная
емкость при
нулевом смещении
( |
|
- значение
обратного
теплового
тока ( |
Литература: 1. Шадский В. А. Конспект лекций «Физические основы микроэлектроники» 2. Шадский В. А Методические указания к курсовой работе по курсу «ФОМ». Москва, 1996 г. 3. Епифанов Г. И. Физические основы микроэлектроники. Москва, «Советское радио», 1971 г. |
)
равна
,
что соответствует
условию
)
равна 1,0112пФ
т.е. соответствует
заданному (
1пФ )