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 () – 0,1 мкА
4) барьерная ёмкость () – 1 пФ
5) площадь поперечного сечения ( S ) – 1 мм2
6) физические свойства полупроводника
Ширина запрещенной зоны, эВ
Подвижность при 300К, м2/В×с
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. – ширина запрещенной зоны
5. , – подвижность электронов и дырок
6. , – эффективная масса электрона и дырки
7. – время жизни носителей заряда
8. – относительная диэлектрическая проницаемость
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
(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 à )
г) барьерная ёмкость при нулевом смещении
д) тепловой обратный ток перехода
е) график ВФХ
– общий вид функции для построения 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 () равна , что соответствует условию >0,7эВ
- барьерная емкость при нулевом смещении () равна 1,0112пФ т.е. соответствует заданному ( 1пФ )
- значение обратного теплового тока () равно 1,92×10-16А т.е. много меньше заданного ( 0,1мкА )
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.
