Рисунок 5.10 - Залежність відносної зміни часу життя від прямого струму для дифузійних p-i-n структур(без освітлення)
Таблиця 5.7 - Заряд перемикання та час життя для епітаксіальних p-i-n діодів КД524
|
Прямий струм, мА |
Заряд перемикання, нКл та час життя, мкс |
|||||||||
|
|
Епітаксіальні p-i-n діоди КД524 (f=16000Гц) |
|||||||||
|
|
№2 |
№4 |
№6 |
№8 |
№10 |
|||||
|
|
τττττ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
0,26 |
0,026 |
0,287 |
0,029 |
0,304 |
0,03 |
0,226 |
0,023 |
0,295 |
0,03 |
|
20 |
0,49 |
0,025 |
0,543 |
0,027 |
0,587 |
0,029 |
0,433 |
0,022 |
0,567 |
0,028 |
|
30 |
0,71 |
0,024 |
0,789 |
0,026 |
0,857 |
0,028 |
0,638 |
0,021 |
0,827 |
0,027 |
|
40 |
0,93 |
0,023 |
1,2 |
0,025 |
1,1 |
0,028 |
0,835 |
0,02 |
1,069 |
0,026 |
|
50 |
1,12 |
0,022 |
1,22 |
0,024 |
1,332 |
0,027 |
1,019 |
0,02 |
1,29 |
0,025 |
|
60 |
1,3 |
0,021 |
1,43 |
0,024 |
1,542 |
0,026 |
1,2 |
0,019 |
1,498 |
0,025 |
|
70 |
1,48 |
0,021 |
1,611 |
0,023 |
1,733 |
0,025 |
1,373 |
0,019 |
1,689 |
0,024 |
|
80 |
1,63 |
0,02 |
1,774 |
0,022 |
1,899 |
0,024 |
1,533 |
0,019 |
1,858 |
0,023 |
|
90 |
1,78 |
0,019 |
1,925 |
0,021 |
2,05 |
0,023 |
1,69 |
0,018 |
2,013 |
0,022 |
|
100 |
1,91 |
0,019 |
2,06 |
0,02 |
2,181 |
0,022 |
1,839 |
0,018 |
2,151 |
0,021 |
|
110 |
2,03 |
0,018 |
2,18 |
0,019 |
2,289 |
0,021 |
1,976 |
0,017 |
2,269 |
0,02 |
|
120 |
2,13 |
0,017 |
2,28 |
0,019 |
2,38 |
0,02 |
2,109 |
0,017 |
2,372 |
0,019 |
Рисунок 5.11 - Залежність заряду перемикання від прямого струму для епітаксіальних p-i-n діодів КД524
Рисунок 5.12 - Залежність часу життя від прямого струму для епітаксіальних p-i-n діодів КД524
Таблиця 5.8 - Відносна зміна часу життя для епітаксіальних p-i-n діодів КД524
|
Прямий струм, мА |
Епітаксіальні p-i-n діоди КД524 (f=16000Гц) |
|||||||||
|
|
№2 |
№4 |
№6 |
№8 |
№10 |
|||||
|
|
Τ,мкс |
τ,мксτ,мксτ,мксτ,мкс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
0,027 |
1 |
0,028 |
1 |
0,027 |
1 |
0,023 |
1 |
0,029 |
1 |
|
20 |
0,026 |
0,95 |
0,027 |
0,97 |
0,026 |
0,96 |
0,022 |
0,96 |
0,028 |
0,97 |
|
30 |
0,025 |
0,93 |
0,026 |
0,92 |
0,025 |
0,93 |
0,021 |
0,92 |
0,026 |
0,9 |
|
40 |
0,023 |
0,86 |
0,025 |
0,89 |
0,024 |
0,89 |
0,02 |
0,87 |
0,025 |
0,86 |
|
50 |
0,022 |
0,82 |
0,024 |
0,85 |
0,023 |
0,85 |
0,019 |
0,83 |
0,024 |
0,83 |
|
60 |
0,021 |
0,78 |
0,023 |
0,82 |
0,022 |
0,82 |
0,019 |
0,8 |
0,023 |
0,79 |
|
70 |
0,02 |
0,74 |
0,022 |
0,78 |
0,021 |
0,78 |
0,018 |
0,78 |
0,022 |
0,76 |
|
80 |
0,019 |
0,71 |
0,021 |
0,75 |
0,02 |
0,74 |
0,018 |
0,77 |
0,021 |
0,72 |
|
90 |
0,018 |
0,67 |
0,02 |
0,72 |
0,02 |
0,72 |
0,018 |
0,76 |
0,02 |
0,69 |
|
100 |
0,018 |
0,66 |
0,02 |
0,7 |
0,019 |
0,7 |
0,017 |
0,74 |
0,02 |
0,69 |
|
110 |
0,018 |
0,64 |
0,019 |
0,68 |
0,019 |
0,69 |
0,017 |
0,73 |
0,019 |
0,67 |
|
120 |
0,017 |
0,62 |
0,019 |
0,66 |
0,018 |
0,67 |
0,017 |
0,72 |
0,019 |
0,66 |
Рисунок 5.13 - Залежність відносної зміни часу життя від прямого струму для епітаксіальних p-i-n діодів КД524
Таблиця 5.9-Залежність часу життя та відносної зміни часу життя від діаметра дифузійних p-i-n структур
|
Діаметр структури, мм |
Дифузійні p-i-n структури() |
|||
|
|
(з освітленням) |
(без освітлення) |
||
|
|
τ,мкс |
τ,мкс |
|
|
|
10 |
49,14 |
0,953 |
15,17 |
0,95 |
|
5 |
36,76 |
0,93 |
13,94 |
0,92 |
|
3 |
27,4 |
0,92 |
10,8 |
0,9 |
|
1,5 |
11,57 |
0,88 |
3,35 |
0,87 |
Рисунок 5.14 - Залежність часу життя від діаметра p-i-n структури
Рисунок 5.15 - Залежність відносної зміни часу життя від діаметра p-i-n структури
6. Охорона праці
Я працювала з установкою, що спостерігає перехідні процеси у напівпровідникових структурах. Ця лабораторна установка знаходиться в аудиторії № 51 в першому корпусі ЗДУ (лабораторія електрофізичних параметрів матеріалів ТЕМ). Ця лабораторія відповідає всім вимогам мікроклімата: температура повітря була приблизно 23 оС, відносна вологість від 45 до 55%, швидкість вітру 0,4 м / с.
До складу цієї установки входять:
генератор імпульсів Г5-54;
осцилограф двопроменевий С1-96;
джерело зворотної напруги;
магазину резисторів МСР-63;
блок Б1 - підсилювач імпульсів зворотної напруги;
блок Б2 - адаптер, що включає в себе ємність С1, допоміжні діоди та досліджує мий діод;
вольтамперметр М1104, використаний в режимі реєстрації прямого струму;
вольтамперметр М2044, використаний в режимі реєстрації середнього зворотного струму;
досліджувані діоди;
джерело живлення ДЕПЖ-1.
У використовуваних приладах діють напруги до 220 В змінного струму до 80 В постійного, з цього виходить, що під час виконання експерименту найбільш небезпечним фактором була електрична напруга.
Перед початком роботи я завжди переконувалась в наявності заземлення на кожному приладі, відсутності пошкодження ізоляції кабелів живлення, комутаційних провідників і тільки після цього вмикала лабораторну установку.
Процес проведення експериментальних робіт на даній установці завжди супроводжувався присутністю поряд зі мною або мого дипломного керівника (Кулинич А.Г.), або завідуючої лабораторіями кафедри ТЕМ (Северіна Л.М.), або студентів-дипломників (Павлюченко С.В. та Чулісовой А.В.). Це робилося задля того, щоб у разі виникнення неполадок у приладах, мені могли оказати необхідну допомогу.
Під час роботи з установкою не було ніяких ускладнень. Прилади працювали відмінно та не встановлювали додаткових проблем.
Після закінчення роботи вимикала всі прилади з мережі живлення, доповідала керівнику про виявлені в ході роботи недоліки та прибирала робоче місце.
Для опрацювання даних мною була задіяна ЕОМ.
До включення використовуваного на робочому місці устаткування (ЕОМ) я:
- оглянула і упорядкувала робоче місце, забрала з робочого місця всі сторонні предмети;
- перевірила правильність установки столу, стільця, з метою виключення незручних поз і тривалих напруг тіла. Дисплей знаходився на відстані не менш 50 см. від очей, площина його екрана була розташована перпендикулярна напрямкові погляду і центр екрана на рівні моїх очей;
- перевірила правильність і надійність заземлення устаткування;
- перевірила правильність розташування устаткування (кабелі електроживлення ЕОМ і іншого устаткування, знаходилися з тильної сторони робочого місця;
- переконалась у відсутності відображень і відблисків на екрані монітора. Переконалась, що освітленість документів достатня для чіткого розрізнення їхнього змісту;
- переконалась у відсутності пилу на екрані монітора, захисному фільтрі і клавіатурі, при необхідності, протерти їх спеціальною серветкою.
Включила устаткування робочого місця в послідовності, встановленої інструкціями з експлуатації на устаткування з урахуванням характеру виконуваних на робочому місці робіт.
Після включення устаткування і запуску використовуваної програми я:
- переконалась у відсутності тремтіння і мерехтіння зображення на екрані монітора;
- встановила яскравість, контрастність, колір і розмір символів для екрана, що забезпечують найбільш комфортне і чітке сприйняття зображення.
Під час роботи я:
- протягом роботи тримала у порядку і чистоті робоче місце;
- не закривала вентиляційні отвори ЕОМ;
- при необхідності тимчасового припинення роботи коректно закривала всі активні задачі;
- дотримувалась правила експлуатації устаткування;
- дотримувалась встановлені режимом робочого часу регламентовані перерви в роботі і виконувала рекомендовані фізичні вправи (тривалість безперервної роботи з ЕОМ не перевищувала 2 годин);
- не доторкалась до задньої панелі системного блоку при включеному ЕОМ;
- не допускала попадання вологи на поверхні пристроїв;
- не працювала зі знятими кожухами устаткування, що є джерелами лазерного й ультрафіолетового випромінювання.
По закінченні роботи я:
- робила закриття усіх виконуваних на ЕОМ задач;
- відключала живлення в послідовності, встановленої інструкціями з експлуатації на устаткування;
- забирала зі столу робочі матеріали й упорядковувала робоче місце.
Під час виконання експерименту ніяких порушень помічено не було і я дотримувалась всіх вимог по техніці безпеки, цьому допомогли знання, які отримала на лекціях з охорони праці та БЖД.
Висновки
В ході підготовки курсової роботи була вивчена фізика перехідних процесів у напівпровідниковому діоді.
Був детально вивчений механізм виміру заряду перемикання.
Порівняння отриманих результатів з результатами досліджень, що проводились в лабораторії раніше, свідчать про розумність одержаних результатів і можливість проведення подальших досліджень.
Перелік посилань
1. Под ред. Горюнова Н.Н., Носова Ю.Р. Полупроводниковые диоды. Параметры, методы измерения. -М.: Советское радио, 1968. - 303 с., ил.
2. Федотов Я.А. Основы физики полупроводниковых приборов. -М.: Советское радио, 1969. - 591 с., ил.
3. Лавриненко В.Ю. Справочник по полупроводниковым приборам. -К.: Техника, 1980. - 464 с., ил.
4. Пасынков В.В., Чиркин Л.К., Шинков А.Д. Полупроводниковые приборы. -М.: Высшая школа, 1973. -398 с., ил.
5. Диоды полупроводниковые. Методы измерения электрических параметров (ГОСТ 18986.6 - методы измерения заряда восстановления). - М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1983. - 119с.
6. Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов. -М.: Энергия, 1973. -656 с., ил.
7. Гусятинер М.С., Горбачев А.И. Полупроводниковые сверхвысокочастотные диоды.- М.: Радио и связь, 1983.-224 с.
8. Моряков О.С. Вакуумно - термические процессы в полупроводниковом производстве. -М.:Высш.школа, 1980.-181с.,ил.
9. Смит Р. Полупроводники. -М.: Мир -1982. 358 с., ил.
10. Григорьев Б.И., Тогатов В.В. Определение времени жизни неосновных носителей заряда в широкой базе тиристора. -М.:Элетронная техника, 1974. -180с.
11. http://dssp.petrsu.ru/book/chapter4/part1.shtml - Твердотельная электроника. Полупроводниковые диоды.
12. <http://www.ispu.ru/library/lessons/Egorov/HTML/Section23.html> - Физика твердого тела. Физические явления в p-n переходе.
