Указания по оформлению отчета.
Отчет должен содержать:
- основные справочные данные исследуемых диодов, схемы измерений;
- результаты измерений, сведенные в таблицы;
- построенные графики снятых статических ВАХ;
- схемы замещения диода, построенные на основе аналитической модели;
- графические построения и расчеты, выполненные при определении параметров аналитической модели;
- результаты определения статических и дифференциальных сопротивлений диодов, значения параметра m;
- выводы, содержащие качественную и количественную оценку результатов работы, сравнение расчетных параметров и экспериментальных данных.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Что такое собственная, электронная и дырочная проводимости полупроводников.
2. Как на энергетических диаграммах полупроводников с собственной, электронной и дырочной проводимостями располагаются уровни Ферми?
3. Как зависит положение уровня Ферми от концентрации примесей в примесных полупроводниках?
4. Запишите и поясните закон действующих масс.
5. Как зависят концентрации основных и неосновных носителей в полупроводниках от температуры?
6. Как определить ток диффузии и ток дрейфа в полупроводниках?
7. Нарисуйте и объясните энергетическую и потенциальную диаграммы p-n-перехода.
8. Что такое контактная разность потенциалов и чем определяется ее величина?
9. Нарисуйте и объясните потенциальные диаграммы p-n-перехода при прямом и обратном включении.
|
|
10. Нарисуйте и объясните распределение объемного заряда и напряженность электрического поля в p-n-переходе.
11. Что такое ширина p-n-перехода и как она зависит от приложенного напряжения?
Приложение 1.
Модель диода, используемая в программе SPICE.
Используемая в SPICE модель диода применима как для диода с p-n-переходом, так и для диода с барьером Шоттки. Эквивалентная схема модели показана на рис.1.
C
R r
IТШ IДФШ
IПР
IОБР
Рис. 1.Эквивалентная схема диода.
|
|
Омическое сопротивление диода моделируется линейным резистором R.
Характеристики по постоянному току при прямом смещении моделируются источником тока IПР,
где IS – ток насыщения,
jT=kT/q – тепловой потенциал,
m – коэффициент эмиссии (идеальности p-n-перехода),
U – прямое смещение на диоде.
Характеристики при больших обратных смещениях на диоде моделируются нелинейным источником IОБР,
где IПРОБ – ток при напряжении пробоя,
UПРОБ – напряжение пробоя.
Накопление заряда в диоде моделируется введением в эквивалентную схему нелинейной емкости C,
изменение заряда которой dQ определяется тремя факторами:
1)диффузионной составляющей тока (инжекцией неосновных носителей), связанной с зарядом QД,
где tПР – время пролета носителями базы диода.
2)барьерной составляющей тока (изменение заряда, накопленного в области объемного заряда p-n-перехода) QБАР,
где n – коэффициент, характеризующий распределение примесей в базе диода;
jk – контактная разность потенциалов,
CБАРо – барьерная емкость перехода при нулевом смещении.
|
|
3) накопление заряда при напряжениях, близких к UПРОБ - QПРОБ:
Проходное (дифференциальное) сопротивление моделируется нелинейным гистерезисом r, величина сопротивления которого зависит от рабочей точки диода,
где rmin – некоторая минимальная величина r, определяемая технологией изготовления и физическими параметрами материалов диода.
Для моделирования шумовых свойств диода, а именно теплового шума (генерация в объеме полупроводника), дробового и фликер шума (генерация, рекомбинация, тунеллирование в области объемного заряда p-n-перехода), введены два источника тока IТШ , IДФШ соответственно.
Тепловые эффекты моделируются введением температурных зависимостей:
1)тока насыщения IS ,
где T0 – начальная температура (T0=300К)
nT – показатель температурной зависимости
Eg – ширина запрещенной зоны.
2)барьерной емкости перехода при нулевом смещении CБАРо.
ВОПРОСЫ ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ:
Образование p-n-перехода; токи через переход при прямых и обратных смещениях; зависимость ширины области объёмного заряда (ООЗ) от приложенного напряжения; механизмы прохождения носителей заряда через p-n-переход; лавинный и туннельный пробой p-n-перехода; влияние температуры на свойства p-n-перехода; особенности ВАХ диодов; система электрических параметров полупроводниковых диодов с p-n-переходом.
|
|
ЛИТЕРАТУРА:
1. Пасынков В.В. и др. Полупроводниковые приборы. М., «Высшая школа», 1973г.
2. Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов. «Энергия», М., 1973г.
3. Полупроводниковые приборы: диоды, транзисторы, оптоэлектронные приборы. Справочник /под общ. ред. Н.Н. Горюнова, М., Энергоатомиздат,1985г.
Óby Radio Physics Department \ Physics \ CFU \ Simferopol \ Crimea \2017.
Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 170; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!