1. Исходные данные
2. Анализ исходных данных
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
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
г) барьерная ёмкость при нулевом смещении
д) тепловой обратный ток перехода
е) график ВФХ
ж) график ВАХ
5. Вывод
6. Литература
1. Исходные данные
1) материал полупроводника – GaAs2) тип p-n переход – резкий и несимметричный3) тепловой обратный ток () – 0,1 мкА4) барьерная ёмкость () – 1 пФ5) площадь поперечного сечения ( S ) – 1 мм26) 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 -33. Температура (T) постоянна и равна 300К (вся примесь уже ионизирована)4. – ширина запрещенной зоны5. , – подвижность электронов и дырок6. , – эффективная масса электрона и дырки7. – 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 зоныб) собственная концентрацияв) 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 барьераб) контактная разность потенциалов
в) ширина ОПЗ (переход несимметричный --> )
г) барьерная ёмкость при нулевом смещениид) 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.