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!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!