Свойства полупроводников, расчет характеристик p-n перехода

Автор: Пользователь скрыл имя, 15 Ноября 2011 в 15:34, курсовая работа

Краткое описание

Построил график зависимости равновесной конфигурации носителей тока от температуры в координатах

Оглавление

1. Исходные данные……………………………………………………………………..…....3

2. Расчет температурной зависимости концентрации равновесных носителей заряда в собственном п/п …..………………………………………………………………………..…....4

3. Расчет температурной зависимости уровня Ферми в собственном п/п ….………...….7

4. Расчет температуры ионизации дононой примеси Тs и ионизации основного вещества Ti в п/п……………………………………………………………………….……….10

5. Расчет температуры ионизации Тs и Ti в акцепторном п/п…………………………...12

6. Расчет температурной зависимости положения уровня Ферми в дон. п/п…….…......17

7. Расчет критической концентрации вырождения донорной примеси………….……...18

8. Расчет равновесной концентрации основных и неосновных носителей тока….…….20

9. Нахождение высоты потенциального барьера равновесного р-n перехода…….….....21

10. Нахождение положение уровней Ферми в р-n переходе…………………………….....22

11. Нахождение толщины р-n перехода в равновесном состоянии………………………..23

12. Определение толщины пространственного заряда в р и n областях…………………..24

13. Построение графика 5 «Энергетическая диаграмма p-n-перехода в равновесном состоянии»……………………………………………………………………………………....25

14. Нахождение максимальной напряженности электрического поля в равновесном p-n-переходе………………………………………………………………….….26

15. Нахождение падение потенциала в p-n-областях пространственного заряда p-n- перехода………………………………………………………………………………………....27

16. Построение график 6 «Зависимость потенциала в p-n-областях от расстояния».........29

17. Вычисление барьерной емкости p-n-перехода………………………………………….30

18. Вычисление коэффициента диффузии для электронов и дырок……………………...31

19. Вычислить электропроводность и удельное сопротивление собственного п/п…......32

20. Определение величины плотности обратного тока p-n-перехода…………………….33

21. Построение обратной ветви ВАХ p-n-перехода……………………………………......34

22. Построить прямую ветвь ВАХ p-n-перехода...................................................................35

23. Вычислить отношение jпр/jобр……………………………………………………….....34

24. Список литературы……………………………………………………………………....36

Файлы: 1 файл

Курсовая по ФОЭ 3 семестр завершенная.docx

— 423.15 Кб (Скачать)
 

б) Построил график 2 «Зависимость Ef от T в собственном полупроводнике»

  

График 2. Зависимость Ef (T) в собственном полупроводнике

      3. Рассчитал температуры ионизации донорной примеси Тs и ионизации основного вещества Тi в полупроводнике n тока методом последовательных приближений. В качестве начальных температур использовать значения     Ti = 400 К, Ts = 50 К 

Расчётные формулы: 
 
 

а) расчёт температуры Ti для донорного полупроводника

Пример:

Таблица 3. Расчёт температуры Ti для донорного полупроводника

N Ti, K Nc·1025, м-3 Nv·1025, м-3
1 400 2,2627 0,6348
2 727,36 5,5483 1,5567
3 612,57 4,5971 1,2031
4 641,66 4,5971 1,2898
5 633,53 4,5101 1,2653
6 635,74 4,5338 1,2721
7 635,14 4,5271 1,2701
8 635,31 4,5291 1,2707
9 635,26 4,5286 1,2706
10 635,27 4,5287 1,2706
11 635,27 4,5287 1,2706
12 635,27 4,5287 1,2706
13 635,27 4,5287 1,2706
 

б) расчет температуры Ts для донорного полупроводника

Пример:

Таблица 4. Расчет температуры Ts для донорного полупроводника

N Ts, K Nс·1023, м-3
1 50 9,9998
2 77,48 19,2871
3 63,54 14,3257
4 69,17 16,2719
5 66,64 15,3874
6 67,73 15,7654
7 67,25 15,5994
8 67,46 15,6715
9 67,37 15,6400
10 67,41 15,6537
11 67,39 15,6478
12 67,4 15,6504
13 67,4 15,6492
 
 

 

      4. Рассчитать температуру  ионизации Тs и Тi в акцепторном полупроводнике методом последовательных приближений 

Расчётные формулы: 

а) Расчёт температуры Ti для акцепторного полупроводника 

Пример:

Таблица 5. Расчет температуры Ti для акцепторного полупроводника

N Ti, K Nc·1025, м-3 Nv·1025, м-3
1 400 2,26269 0,63484
2 727,36 5,54833 1,55667
3 612,57 4,28813 1,20310
4 641,66 4,59717 1,28981
5 633,53 4,51012 1,26539
6 635,74 4,53376 1,27020
7 635,14 4,52728 1,27020
8 635,30 4,52905 1,27070
9 635,26 4,52856 1,27056
10 635,27 4,52869 1,27060
11 635,27 4,52867 1,27059
12 635,27 4,52867 1,27059
13 635,27 4,52867 1,27059

б) Расчёт температуры Ts для акцепторного полупроводника 

Пример:

Таблица 6. Расчет температуры Ts для акцепторного полупроводника

N Ts, K Nv·1023, м-3
1 50 2,80561
2 67,28 4,37939
3 53,48 3,10315
4 63,57 4,02173
5 63,57 3,29529
6 61,54 3,83107
7 56,99 3,41389
8 60,41 3,72579
9 59,77 3,48518
10 59,77 3,66646
11 58,24 3,52738
12 59,40 3,63263
13 58,51 3,55215
 
 

 

      5. Рассчитать температурную  зависимость положения  уровня Ферми Ef(T) в донорном полупроводнике 

а) для  низкотемпературной области использую формулу:

Расчётная формула:

Пример:

 

Таблица 7. Зависимость Ef(T) в донорном полупроводнике (область низких температур)

T, К KT, эВ Nс, м-3 Ef, эВ
5 4,31·10-4 3,1622·1022 -1,0099·10-2
10 8,62·10-4 8,9441·1022 -1,0251·10-2
20 1,723·10-3 2,5298·1023 -1,1139·10-2
30 2,585·10-3 4,6475·1023 -1,2882·10-2
40 3,447·10-3 7,1553·1023 -1,4586·10-2
50 4,309·10-3 9,9998·1023 -1,6454·10-2
60 5,171·10-3 1,3145·1024 -1,8452·10-2
67,4 5,808·10-3 1,5649·1024 -1,9999·10-2

 

График 3. Зависимость Ef(T) для полупроводника n – типа в области низких температур 
 

б)  для низкотемпературной области нашел положение максимума зависимости Ef(T), т.е. вычислил и  

в) для области средних температур использовал формулу: 

Расчётная формула:

 

Пример:

 
 

Таблица 8. Зависимость Ef(T) в донорном полупроводнике (область средних температур)

T, К KT, эВ Nс, м-3 Ef, эВ
100 8,6174·10-3 2,82837·10-24 -2,8802·10-2
150 12,9261·10-3 5,19606·10-24 -5,1064·10-2
200 17,2348·10-3 7,99985·10-24 -7,5523·10-2
250 21,5434·10-3 1,11801·10-25 -10,1614·10-2
300 25,8521·10-3 1,46967·10-25 -12,9007·10-2
350 30,1608·10-3 1,85199·10-25 -15,7483·10-2
400 34,4695·10-3 2,2627·10-25 -18,6884·10-2
450 38,7782·10-3 2,69995·10-25 -21,7096·10-2
500 43,0869·10-3 3,16222·10-25 -24,8027·10-2
550 47,3956·10-3 3,64822·10-25 -27,9606·10-2
600 51,1704·10-3 4,15684·10-25 -31,1773·10-2
635 54,7321·10-3 4,52728·10-25 -33,4702·10-2

Информация о работе Свойства полупроводников, расчет характеристик p-n перехода