Считая что из полупроводников изготовлен p-n-переод
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Считая, что из полупроводников изготовлен p-n-переод, определить:
контактную разность потенциалов;
ширину обедненных областей и ширину области пространственного заряда;
величину заряда на ед.площади;
величину барьерной емкости без внешнего напряжения и при обратном напряжении Uобр=-5 В
коэффициенты диффузии и диффузионную длину носителей заряда;
ток насыщения
Решение
Контактную разность потенциалов определим как разность уровней Ферми в полупроводниках с различным типом проводимости:
φk=εFn-εFpq=kT2qlnnnpppnnp
φk=1.38*10-23*2702*1.602*10-19ln18*1020*13*10216.2*107*8.59*106=0.77 B
Ширина обедненной зоны определяется выражением:
Wp=2εε0φkqpp21pp+1nn
Wn=2εε0φkqnn21pp+1nn
Wp=2*11.8*8.854*10-12*0.771.602*10-19*13*10212113*1021+118*1020=0.97*10-7 м
Wn=2*11.8*8.854*10-12*0.771.602*10-19*18*10202113*1021+118*1020=7*10-7 м
Ширина ОПЗ: W=Wn++Wp=(0.97+7)*10-7=7.97*10-7 м
Величины заряда на ед.площади по обе стороны перехода равны:
qp=qNaWp=1.602*10-19*13*1021*0.97*10-7=20.2*10-5 Кл
qn=qNdWn=1.602*10-19*18*1020*7*10-7=20,19*10-5 Кл
Величина барьерной емкости без внешнего напряжения и при обратном напряжении Uобр=-5 В:
Сбар=Sqεε021Na+1Ndφk-U
Сбар=3*10-6*1.602*10-19*11.8*8.854*10-122113*1021+118*10200.77+5=45.4*10-12 Ф
Коэффициенты диффузии и диффузионную длину носителей заряда:
Dp=kTqμp=1.38*10-23*2701.602*10-19*0.194=4.51*10-3м2с
Dn=kTqμn=1.38*10-23*2701.602*10-19*0.076=1,8*10-3м2с
Ток насыщения
I0=SqDppnLp+DnnpLn
Lp=Dpτp=4.51*10-3*2.5*10-3=3.36*10-3 м
Ln=Dnτn=1.8*10-3*2.5*10-3=2.12*10-3 м
I0=3*10-6*1.602*10-19*4.51*10-3*6.2*1073.36*10-3+1,8*10-3*8.59*1062.12*10-3=435.01*10-19 A