Реферат: Определение параметров p-n перехода
<span Tahoma",«sans-serif»">«МАТИ»-РГТУ
<span Tahoma",«sans-serif»">им.К. Э. Циолковского
<span Tahoma",«sans-serif»">
<span Tahoma",«sans-serif»">
<span Tahoma",«sans-serif»">
<span Arial",«sans-serif»"><span Arial",«sans-serif»">тема:«Определение параметров <span Arial",«sans-serif»;mso-ansi-language: EN-US">p<span Arial",«sans-serif»">-<span Arial",«sans-serif»;mso-ansi-language: EN-US">n<span Arial",«sans-serif»"> перехода»<span Tahoma",«sans-serif»">
<span Tahoma",«sans-serif»">
<span Tahoma",«sans-serif»">
<span Tahoma",«sans-serif»">
<span Tahoma",«sans-serif»">Кафедра: "
<span Tahoma",«sans-serif»; mso-ansi-language:EN-US">Xxxxxxxxxx<span Tahoma",«sans-serif»"> <span Tahoma",«sans-serif»;mso-ansi-language: EN-US">xxxxxxxxxx<span Tahoma",«sans-serif»"><span Tahoma",«sans-serif»">
<span Tahoma",«sans-serif»;mso-ansi-language: EN-US">xxxxxxxxxxxxxxxx<span Tahoma",«sans-serif»">"<span Tahoma",«sans-serif»">
Курсовая работа<span Tahoma",«sans-serif»">студент Х
<span Tahoma",«sans-serif»;mso-ansi-language:EN-US">xxxxxxx<span Tahoma",«sans-serif»"> <span Tahoma",«sans-serif»;mso-ansi-language:EN-US">X<span Tahoma",«sans-serif»">. <span Tahoma",«sans-serif»;mso-ansi-language:EN-US">X<span Tahoma",«sans-serif»">.<span Tahoma",«sans-serif»"> <span Tahoma",«sans-serif»">группа <span Tahoma",«sans-serif»;mso-ansi-language: EN-US">XX<span Tahoma",«sans-serif»">-<span Tahoma",«sans-serif»;mso-ansi-language:EN-US">X<span Tahoma",«sans-serif»">-<span Tahoma",«sans-serif»;mso-ansi-language:EN-US">XX<span Tahoma",«sans-serif»"><span Tahoma",«sans-serif»">дата сдачи
<span Tahoma",«sans-serif»; mso-ansi-language:EN-US"><span Tahoma",«sans-serif»; mso-ansi-language:EN-US">
<span Tahoma",«sans-serif»">оценка
<span Tahoma",«sans-serif»;mso-ansi-language:EN-US"><span Tahoma",«sans-serif»">
<span Tahoma",«sans-serif»;mso-ansi-language:EN-US"><span Tahoma",«sans-serif»">
<span Tahoma",«sans-serif»">
<span Tahoma",«sans-serif»">
<span Tahoma",«sans-serif»"> <span Tahoma",«sans-serif»"><span Tahoma",«sans-serif»">г.Москва 2001 год
Оглавление:
1. Исходные данные
<span Tahoma",«sans-serif»">3
2. Анализ исходных данных
<span Tahoma",«sans-serif»">3
3. Расчет физических параметров p- и n- областей
<span Tahoma",«sans-serif»">3
а) эффективные плотности состояний для зоны проводимости и валентной зоны
<span Tahoma",«sans-serif»">3
<span Tahoma",«sans-serif»">
<span Tahoma",«sans-serif»">
<span Tahoma",«sans-serif»">
б) собственная концентрация
<span Tahoma",«sans-serif»;position: relative;top:-9.0pt;mso-text-raise:9.0pt">3
<span Tahoma",«sans-serif»;position: relative;top:-9.0pt;mso-text-raise:9.0pt">
в) положение уровня Ферми
<span Tahoma",«sans-serif»;position: relative;top:-9.0pt;mso-text-raise:9.0pt">3
<span Tahoma",«sans-serif»;position: relative;top:-9.0pt;mso-text-raise:9.0pt">
г) концентрации основных и неосновных носителей заряда
<span Tahoma",«sans-serif»;position: relative;top:-9.0pt;mso-text-raise:9.0pt">4
<span Tahoma",«sans-serif»;position: relative;top:-9.0pt;mso-text-raise:9.0pt">
д) удельные электропроводности p — и n — областей
<span Tahoma",«sans-serif»;position: relative;top:-9.0pt;mso-text-raise:9.0pt">4
<span Tahoma",«sans-serif»;position: relative;top:-9.0pt;mso-text-raise:9.0pt">
е) коэффициенты диффузий электронов и дырок
<span Tahoma",«sans-serif»;position: relative;top:-9.0pt;mso-text-raise:9.0pt">4
<span Tahoma",«sans-serif»;position: relative;top:-9.0pt;mso-text-raise:9.0pt">
ж) диффузионные длины электронов и дырок
<span Tahoma",«sans-serif»;position: relative;top:-9.0pt;mso-text-raise:9.0pt">4
<span Tahoma",«sans-serif»;position: relative;top:-9.0pt;mso-text-raise:9.0pt">
4. Расчет параметров p-nперехода
<span Tahoma",«sans-serif»">4
a) величина равновесного потенциального барьера
<span Tahoma",«sans-serif»;position: relative;top:-9.0pt;mso-text-raise:9.0pt">4
б) контактная разность потенциалов
<span Tahoma",«sans-serif»;position: relative;top:-9.0pt;mso-text-raise:9.0pt">4
в) ширина ОПЗ
<span Tahoma",«sans-serif»;position: relative;top:-9.0pt;mso-text-raise:9.0pt">5
г) барьерная ёмкость при нулевом смещении
<span Tahoma",«sans-serif»;position: relative;top:-9.0pt;mso-text-raise:9.0pt">5
д) тепловой обратный ток перехода
<span Tahoma",«sans-serif»;position: relative;top:-9.0pt;mso-text-raise:9.0pt">5
е) график ВФХ
<span Tahoma",«sans-serif»;position: relative;top:-9.0pt;mso-text-raise:9.0pt">5
ж) график ВАХ
<span Tahoma",«sans-serif»;position: relative;top:-9.0pt;mso-text-raise:9.0pt">6, 7
5. Вывод
<span Tahoma",«sans-serif»">7
6. Литература
<span Tahoma",«sans-serif»">8
1. Исходные данные
1) материал полупроводника – <span Tahoma",«sans-serif»; mso-ansi-language:EN-US">GaAs
2) тип p-nпереход – резкий и несимметричный
3) тепловой обратный ток (<img src="/cache/referats/11698/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025"><span Tahoma",«sans-serif»">0,1
мкА4) барьерная ёмкость (<img src="/cache/referats/11698/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026"><span Tahoma",«sans-serif»">1
пФ5) площадь поперечного сечения ( S) – <span Tahoma",«sans-serif»">1
мм2<img src="/cache/referats/11698/image005.gif" v:shapes="_x0000_s1027"><img src="/cache/referats/11698/image006.gif" v:shapes="_x0000_s1026">
<span Tahoma",«sans-serif»">Ширина запрещенной зоны, эВ
<span Tahoma",«sans-serif»">Подвижность при 300К, м2/В
×<span Tahoma",«sans-serif»">с<span Tahoma",«sans-serif»"><span Tahoma",«sans-serif»">Эффективная масса
<span Tahoma",«sans-serif»">Время жизни носителей заряда, с
<span Tahoma",«sans-serif»">Относительная диэлектрическая проницаемость
<span Tahoma",«sans-serif»">электронов
<span Tahoma",«sans-serif»">Дырок
<span Tahoma",«sans-serif»">электрона
<span Tahoma",«sans-serif»;mso-ansi-language: EN-US">mn/me<span Tahoma",«sans-serif»">дырки
<span Tahoma",«sans-serif»;mso-ansi-language: EN-US"> mp/me<span Tahoma",«sans-serif»">
<span Tahoma",«sans-serif»">
<span Tahoma",«sans-serif»;mso-ansi-language:EN-US">
<span Tahoma",«sans-serif»;mso-ansi-language:EN-US">
<span Tahoma",«sans-serif»">
<span Tahoma",«sans-serif»">
<span Tahoma",«sans-serif»">
<span Tahoma",«sans-serif»">
<span Tahoma",«sans-serif»">1,42-8
<span Tahoma",«sans-serif»; mso-ansi-language:EN-US"><span Tahoma",«sans-serif»; mso-ansi-language:EN-US">0,85
<span Tahoma",«sans-serif»;color:white;position:relative; top:-3.0pt;mso-text-raise:3.0pt">-8<span Tahoma",«sans-serif»;mso-ansi-language: EN-US"><span Tahoma",«sans-serif»; mso-ansi-language:EN-US">0,04
<span Tahoma",«sans-serif»;color:white;position:relative; top:-3.0pt;mso-text-raise:3.0pt">-8<span Tahoma",«sans-serif»;mso-ansi-language: EN-US"><span Tahoma",«sans-serif»">0,067-8
<span Tahoma",«sans-serif»; mso-ansi-language:EN-US"><span Tahoma",«sans-serif»">0,0
<span Tahoma",«sans-serif»; mso-ansi-language:EN-US">82<span Tahoma",«sans-serif»;color:white;position:relative; top:-3.0pt;mso-text-raise:3.0pt">-8<span Tahoma",«sans-serif»;position: relative;top:-3.0pt;mso-text-raise:3.0pt;mso-ansi-language:EN-US"><span Tahoma",«sans-serif»">10-8
<span Tahoma",«sans-serif»; mso-ansi-language:EN-US"><span Tahoma",«sans-serif»">13,1-8
<span Tahoma",«sans-serif»; mso-ansi-language:EN-US">
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. <img src="/cache/referats/11698/image008.gif" v:shapes="_x0000_i1027"> – ширина запрещенной зоны
5. <img src="/cache/referats/11698/image010.gif" v:shapes="_x0000_i1028"><img src="/cache/referats/11698/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1029"> – подвижность электронов и дырок
6. <img src="/cache/referats/11698/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1030"><img src="/cache/referats/11698/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1031"> – эффективная масса электрона и дырки
7. <img src="/cache/referats/11698/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1032"> – время жизни носителей заряда
8. <img src="/cache/referats/11698/image020.gif" v:shapes="_x0000_i1033"> – относительная диэлектрическая проницаемость
3. Расчет физических параметров p — и n — областей
а) эффективные плотности состояний для зоны проводимости и валентной зоны
<img src="/cache/referats/11698/image022.gif" v:shapes="_x0000_i1034">
<img src="/cache/referats/11698/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1035">
б) собственная концентрация
<img src="/cache/referats/11698/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1036">
в) положение уровня Ферми
<img src="/cache/referats/11698/image028.gif" v:shapes="_x0000_i1037"> (рис. 1)
<img src="/cache/referats/11698/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1038"> (рис. 2)
<div v:shape="_x0000_s1100">
Eg
<div v:shape="_x0000_s1057">X
<div v:shape="_x0000_s1060">Ei
<div v:shape="_x0000_s1059">Ec
<div v:shape="_x0000_s1058">Ev
<img src="/cache/referats/11698/image031.gif" v:shapes="_x0000_s1056"><img src="/cache/referats/11698/image032.gif" v:shapes="_x0000_s1055"><img src="/cache/referats/11698/image031.gif" v:shapes="_x0000_s1054"><img src="/cache/referats/11698/image031.gif" v:shapes="_x0000_s1053"><img src="/cache/referats/11698/image033.gif" v:shapes="_x0000_s1052"><img src="/cache/referats/11698/image031.gif" v:shapes="_x0000_s1051"><img src="/cache/referats/11698/image031.gif" v:shapes="_x0000_s1050"><img src="/cache/referats/11698/image033.gif" v:shapes="_x0000_s1049"><img src="/cache/referats/11698/image031.gif" v:shapes="_x0000_s1048"><img src="/cache/referats/11698/image031.gif" v:shapes="_x0000_s1047"><img src="/cache/referats/11698/image031.gif" v:shapes="_x0000_s1046"><img src="/cache/referats/11698/image034.gif" v:shapes="_x0000_s1045"><img src="/cache/referats/11698/image035.gif" v:shapes="_x0000_s1044"><img src="/cache/referats/11698/image036.gif" " v:shapes="_x0000_s1043"><img src="/cache/referats/11698/image037.gif" v:shapes="_x0000_s1042"><img src="/cache/referats/11698/image036.gif" v:shapes="_x0000_s1041"><img src="/cache/referats/11698/image038.gif" v:shapes="_x0000_s1040"><img src="/cache/referats/11698/image037.gif" v:shapes="_x0000_s1039"><img src="/cache/referats/11698/image036.gif" " v:shapes="_x0000_s1038"><img src="/cache/referats/11698/image038.gif" v:shapes="_x0000_s1037"><img src="/cache/referats/11698/image037.gif" v:shapes="_x0000_s1036"><img src="/cache/referats/11698/image037.gif" v:shapes="_x0000_s1035"><img src="/cache/referats/11698/image036.gif" v:shapes="_x0000_s1034"><img src="/cache/referats/11698/image039.gif" v:shapes="_x0000_s1033"><img src="/cache/referats/11698/image037.gif" v:shapes="_x0000_s1032"><img src="/cache/referats/11698/image040.gif" v:shapes="_x0000_s1031"><img src="/cache/referats/11698/image041.gif" v:shapes="_x0000_s1030"><img src="/cache/referats/11698/image042.gif" v:shapes="_x0000_s1029"><img src="/cache/referats/11698/image043.gif" v:shapes="_x0000_s1028"><div v:shape="_x0000_s1062">EF
<img src="/cache/referats/11698/image044.gif" v:shapes="_x0000_s1061"><div v:shape="_x0000_s1101">
Eg
<img src="/cache/referats/11698/image045.gif" v:shapes="_x0000_s1099"><img src="/cache/referats/11698/image046.gif" v:shapes="_x0000_s1098"><div v:shape="_x0000_s1097">EF
<img src="/cache/referats/11698/image044.gif" v:shapes="_x0000_s1096"><div v:shape="_x0000_s1095">Ei
<div v:shape="_x0000_s1094">Ec
<div v:shape="_x0000_s1093">Ev
<div v:shape="_x0000_s1092">X
<img src="/cache/referats/11698/image047.gif" v:shapes="_x0000_s1091"><img src="/cache/referats/11698/image048.gif" v:shapes="_x0000_s1090"><img src="/cache/referats/11698/image049.gif" v:shapes="_x0000_s1089"><img src="/cache/referats/11698/image050.gif" v:shapes="_x0000_s1088"><img src="/cache/referats/11698/image051.gif" v:shapes="_x0000_s1087"><img src="/cache/referats/11698/image049.gif" v:shapes="_x0000_s1086"><img src="/cache/referats/11698/image050.gif" v:shapes="_x0000_s1085"><img src="/cache/referats/11698/image051.gif" v:shapes="_x0000_s1084"><img src="/cache/referats/11698/image052.gif" v:shapes="_x0000_s1083"><img src="/cache/referats/11698/image049.gif" v:shapes="_x0000_s1082"><img src="/cache/referats/11698/image050.gif" v:shapes="_x0000_s1081"><img src="/cache/referats/11698/image048.gif" v:shapes="_x0000_s1080"><img src="/cache/referats/11698/image053.gif" " v:shapes="_x0000_s1079"><img src="/cache/referats/11698/image054.gif" v:shapes="_x0000_s1078"><img src="/cache/referats/11698/image054.gif" v:shapes="_x0000_s1077"><img src="/cache/referats/11698/image054.gif" v:shapes="_x0000_s1076"><img src="/cache/referats/11698/image055.gif" v:shapes="_x0000_s1075"><img src="/cache/referats/11698/image054.gif" v:shapes="_x0000_s1074"><img src="/cache/referats/11698/image054.gif" v:shapes="_x0000_s1073"><img src="/cache/referats/11698/image055.gif" v:shapes="_x0000_s1072"><img src="/cache/referats/11698/image054.gif" v:shapes="_x0000_s1071"><img src="/cache/referats/11698/image054.gif" v:shapes="_x0000_s1070"><img src="/cache/referats/11698/image054.gif" v:shapes="_x0000_s1069"><img src="/cache/referats/11698/image056.gif" v:shapes="_x0000_s1068"><img src="/cache/referats/11698/image054.gif" v:shapes="_x0000_s1067"><img src="/cache/referats/11698/image057.gif" v:shapes="_x0000_s1066"><img src="/cache/referats/11698/image035.gif" v:shapes="_x0000_s1065"><img src="/cache/referats/11698/image058.gif" v:shapes="_x0000_s1064"><img src="/cache/referats/11698/image059.gif" v:shapes="_x0000_s1063">(рис. 1)
(рис. 2)
г) концентрации основных и неосновных носителей заряда
<img src="/cache/referats/11698/image061.gif" v:shapes="_x0000_i1039">
<img src="/cache/referats/11698/image063.gif" v:shapes="_x0000_i1040">
<img src="/cache/referats/11698/image065.gif" v:shapes="_x0000_i1041">
<img src="/cache/referats/11698/image067.gif" v:shapes="_x0000_i1042">
д) удельные электропроводности p — и n — областей
<img src="/cache/referats/11698/image069.gif" v:shapes="_x0000_i1043">
<img src="/cache/referats/11698/image071.gif" v:shapes="_x0000_i1044">
е) коэффициенты диффузий электронов и дырок
<img src="/cache/referats/11698/image073.gif" v:shapes="_x0000_i1045">
<img src="/cache/referats/11698/image075.gif" v:shapes="_x0000_i1046">
ж) диффузионные длины электронов и дырок
<img src="/cache/referats/11698/image077.gif" v:shapes="_x0000_i1047">
<img src="/cache/referats/11698/image079.gif" v:shapes="_x0000_i1048">
4. Расчет параметров p-n перехода
a) величина равновесного потенциального барьера
<img src="/cache/referats/11698/image081.gif" v:shapes="_x0000_i1049">
б) контактная разность потенциалов
<img src="/cache/referats/11698/image083.gif" v:shapes="_x0000_i1050">
в) ширина ОПЗ (переход несимметричный <img src="/cache/referats/11698/image085.gif" v:shapes="_x0000_i1051"><span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Wingdings">à
<img src="/cache/referats/11698/image087.gif" v:shapes="_x0000_i1052"><img src="/cache/referats/11698/image089.gif" v:shapes="_x0000_i1053">
г) барьерная ёмкость при нулевом смещении
<img src="/cache/referats/11698/image091.gif" v:shapes="_x0000_i1054">
д) тепловой обратный ток перехода
<img src="/cache/referats/11698/image093.gif" v:shapes="_x0000_i1055">
<img src="/cache/referats/11698/image095.gif" v:shapes="_x0000_i1056">
<img src="/cache/referats/11698/image097.gif" v:shapes="_x0000_s1102">е) график ВФХ
<img src="/cache/referats/11698/image099.gif" v:shapes="_x0000_i1057">
– общий вид функции для построения ВФХ
ж) график ВАХ
<img src="/cache/referats/11698/image101.gif" v:shapes="_x0000_i1058">
<img src="/cache/referats/11698/image103.gif" " v:shapes="_x0000_s1103">
– общий вид функции для построения ВАХ
<img src="/cache/referats/11698/image105.gif" v:shapes="_x0000_s1104">
Ветвь обратного теплового тока (масштаб)
<img src="/cache/referats/11698/image107.gif" v:shapes="_x0000_i1059">
Ветвь прямого тока (масштаб)
Вывод. При заданных параметрах полупроводника полученные значения удовлетворяют физическим процессам:
— величина равновесного потенциального барьера (<img src="/cache/referats/11698/image109.gif" v:shapes="_x0000_i1060"><img src="/cache/referats/11698/image111.gif" v:shapes="_x0000_i1061"><img src="/cache/referats/11698/image109.gif" v:shapes="_x0000_i1062">эВ
— барьерная емкость при нулевом смещении (<img src="/cache/referats/11698/image113.gif" v:shapes="_x0000_i1063">пФ т.е. соответствует заданному ( 1пФ )
— значение обратного теплового тока (<img src="/cache/referats/11698/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1064"><span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">×
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.