Formulele de bază ale joncțiunii p-n

Lucrări de laborator №2 (8 ore)

"Determinarea parametrilor unei joncțiuni ideale p-n (dioda) pentru un anumit semiconductor, de exemplu, antimonid de galiu (GaSb)" în disciplina "Fundamentele fizice ale electronicii"







Parametrii pentru calcul

ü Lățimea regiunii de încărcare spațială (W, μm) și limitele ei (| xp | și | xn |), W (T);

ü Capacitatea barieră integrală a joncțiunii pn (SB), dependența sa de temperatură la U = const, dependența de tensiunea la T = const;

ü Puterea maximă a câmpului electric (emax.V / cm) în joncțiunea p-n în stare de echilibru termodinamic (T = 300 K, U = 0 V).

ü Caracteristica curentului de tensiune a unei diode ideale în teoria Shockley (ramificații înainte și înapoi), curentul de saturație I0 și dependența lor de temperatură.

Toți parametrii sunt calculați la o temperatură normală T = 300 K și / sau în intervalul de temperatură 200-400 K.

W (T, U = const), W (U, T = const);

I (U, T) pentru două temperaturi

Formulele de bază ale joncțiunii p-n.

Bariera potențială, [eV]

Potențialul termic, [B]

Lățimea regiunii de încărcare spațială (SCR), [m]

Intensitatea maximă a câmpului electric încorporat în (SCR), [V / m]

Capacitatea barieră integrală, [F]

Concentrația redusă, [m -3]

Ecuația Shockley de bază (curent față de tensiunea de joncțiune p-n), [A]

Curentul de saturație pentru o diodă cu o bază groasă (Wpp >> Ln și Wbn >> Lp), [A]

Pe baza rezultatelor de calcul, se construiește o diagramă de bandă energetică calitativă a tranziției E (x) pn în starea echilibrului termodinamic și se indică toți parametrii calculați pe aceasta. Luați în considerare raportul dintre concentrațiile de Na și Nd.

1. Pn tranziție în stare de echilibru termodinamic, diagrama de bandă E (x).

2. P-n tranziție cu bias înainte, diagrama de bandă E (x).

3. P-n tranziție în biasul invers al diagramei de bandă E (x).

4. Capacitatea barieră integrată a joncțiunii p-n. Dependența de parametri.







5. Forța câmpului electric în joncțiunea p-n. Intensitatea maximă a câmpului electric intern.

6. Sensul fizic al curentului de saturație, conform teoriei lui Shockley.

7. Pentru o joncțiune asimetrică p + n, determinați purtătorii care determină curentul de saturație inversă în principal. Arătați-le pe diagrama zonei (E (x)).

8. Cum se va schimba curentul curent prin intersecția p-n cu creșterea concentrației de impurități?

9. În care tranziția asimetrică p + n sau n + p, va exista mai mult curent de saturație la aceleași concentrații în regiunile bazei (n și p) și, respectiv, emițător (p + și n +)?

10. Cum se va schimba bariera potențială a joncțiunii p-n pe măsură ce crește concentrația de impurități în zonele adiacente?

11. Cum se va schimba bariera potențială a tranziției pn cu creșterea temperaturii?

12. Nodul P-n are concentrații de impurități Na = 10 16. Nd = 3 * 10 16. Cum dimensiunile | Xn | și | Xp |?

13. Ce sarcini au format SCR în tranziția p-n în stare de echilibru termodinamic, dacă impuritățile sunt ionizate complet?

14. Cum se va schimba curentul invers al unei joncțiuni ideale p-n cu scăderea temperaturii?

15. Joncțiunea P-n constă în regiuni uniform dopate, cu dimensiuni geometrice egale și aceeași rezistivitate. Cum elementele electronice (Jn) și găurile (Jp) ale densității de curent electric se raportează la părtinirea în față?

16. Ce parametri ai joncțiunii p-n semiconductoare cresc cu creșterea temperaturii?

17. Cum se schimbă câmpul electric în joncțiunea p-n cu părtinire inversă în funcție de tensiunea aplicată?

18. Cum se va schimba capacitatea joncțiunii p-n dacă crește nivelul de dopaj al regiunilor p și n?

19. Scrieți curentul total prin joncțiunea p-n în starea echilibrului termodinamic. Ce transportatori se deplasează peste frontiera metalurgică?

20. Ce purtători de sarcină predomină în curentul joncțiunii pn părtinitoare inversă, dacă concentrația acceptorilor în regiunea p este mult mai mare decât concentrația donatorilor din regiunea n?

21. Cum este legată tensiunea directă prin joncțiunea p-n și curentul de saturație?

22. Ce purtători de încărcare predomină în curentul joncțiunii pn reversibile, dacă concentrația acceptorului în regiunea p este mult mai mică decât concentrația donatorilor din regiunea n?

23. Desenați o calitativ diodă semiconductor CVC linie ramură fabricat din Si (Ex = 1,12 eV), Ge (Ex = 0,67 eV), GaAs (Ex = 1,42eV), GaP (Ex = 2,24 eV) alte lucruri fiind egale.

24. Cum și pentru ce motive se schimbă ramura directă a caracteristicilor curentului de tensiune ale diodei cu creșterea temperaturii?

25. Cum se formează regiunea de încărcare spațială?

26. Ce parametri ai diodei semiconductoare se pot schimba atunci când structura se schimbă de la p + n la n + p, păstrând în același timp nivelele de dopaj ale regiunilor emițătorului și ale bazei?

27. Comparați coeficienții de injectare în punctele p + n și n + p.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: