Определение параметров p-n перехода

студент Хxxxxxxx X. X.       группа XX-X-XX

дата сдачи

оценка

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 тАУ GaAs

2) тип p-n переход тАУ резкий и несимметричный

3) тепловой обратный ток () тАУ 0,1 мкА

4) барьерная ёмкость () тАУ 1 пФ

5) площадь поперечного сечения ( S ) тАУ 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. тАУ ширина запрещенной зоны

5. , тАУ подвижность электронов и дырок 

6. , тАУ эффективная масса электрона и дырки

7. тАУ время жизни носителей заряда

8. тАУ 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 а )

г) барьерная ёмкость при нулевом смещении

д) тепловой обратный ток перехода

е) график ВФХ

тАУ общий вид функции для построения ВФХ  

ж) график ВАХ

тАУ 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 ВлФизические основы микроэлектроникиВ»

2. Шадский В. А  Методические указания к курсовой работе по курсу ВлФОМВ». Москва, 1996 г.

3. Епифанов Г. И. Физические основы микроэлектроники. Москва, ВлСоветское радиоВ», 1971 г.