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)

Eg

X

Ei

Ec

Ev

EF

Eg

EF

Ei

Ec

Ev

X

(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.

«