Условие РГЗ (1267774)
Текст из файла
РГЗ по курсу «Физические основы электроники»Тема: «Расчет параметров идеального диода»Целью работы является расчет основных физических свойств конкретного полупроводника и параметров идеального полупроводниковогоp-n перехода на его основе в диапазоне температур 200-400К. Работа выполняется с использованием программы MathCAD-7 или старше.Параметры для расчета1. Физические параметры конкретного полупроводника1.1.**mdn , mdp - эффективная масса плотности состояний электронов в зоне проводимости, эффективная масса плотности состояний дырок*в валентной зоне (кг) (используется исключительно для расчета Nc(T)).
Результат дать в виде: mdn = Const ⋅ m0 , где m0-масса электрона.Допускается расчет из значения Nc(300К) и Nv(300К);1.2. Nc(T) - температурная зависимость эффективной плотности состояний в зоне проводимости, см-3;1.3. Nv(T) - температурная зависимость эффективной плотности состояний в валентной зоне, см-3;1.4. ni(T) - температурная зависимость собственная концентрация носителей заряда, см-3;1.5. Eg(T) - температурная зависимость ширины запрещенной зоны, эВ;1.6. μn(T, Nd=const), μp(T, Na=const) -температурные зависимости подвижности электронов и дырок (экспериментальные и аппроксимацион⎛ см 2 ⎞⎟⎟ , Nd и Na- концентрации доноров и акцепторов указанны в варианте.ные ), ⎜⎜⎝ В⋅с ⎠⎛ см 2 ⎞⎟⎟ ;μn(300 К, Nd) и μp(300 К, Na) концентрационные зависимости подвижности электронов и дырок, ⎜⎜⎝ В⋅с ⎠2.
Физические параметры идеального диода2.1. Контактная разность потенциалов (U0) и ее температурная зависимость (U0(T));2.2. Ширина области пространственного заряда (W) и ее границы, W(T);2.3. Интегральная барьерная емкость p-n перехода (Сб), зависимости Сб(Т, U=const и Сб(U, Т= const);2.4. Вольтамперная характеристика, температурная зависимость I(U,T);2.5. Ток насыщения, температурная зависимость I0(T).1.7.Основные формулыКонтактная разность потенциаловВысота потенциального барьераNd Na, [B]2n i (T )N NP(T) = q U 0 (T ) = q U T (T) ln 2d a , [эВ]n i (T )U 0 (T ) = U T (T) ln1Ширина области пространственного заряда (ОПЗ)Максимальная напряженность встроенного электрическогополя в (ОПЗ)⎡ 2εε 0⎤2W (U, T ) = ⎢(U 0 − U)⎥ , [м]⎣ qN 0⎦qN aqN dε max = −xp = −x n , [В/м]εε 0εε 01Интегральная барьерная емкость p-n переходаПриведенная концентрация примесейУравнение Шокли (ВАХ p-n перехода)Ток насыщения p-n перехода с толстой базой (Ap-n- площадьперехода)Соотношение ЭйнштейнаТепловой потенциалГраницы p-n перехода (находим, решая систему уравнений)Уравнение Пуассона⎡ 2εε 0 qN 0 ⎤ 2C 0 (U , T ) = A p − n ⋅ ⎢⎥ , [Ф]⎣ U 0 (T ) − U ⎦Na Nd, [см-3]N0 =Na + Nd⎡ ⎛ qU ⎞ ⎤I( U, T) = I 0 (T) ⎢exp⎜⎟ − 1⎥ , [А]⎣ ⎝ kT ⎠ ⎦⎛ D (T ) D p (T ) ⎞2⎟ , [А]+I 0 (T ) = qn i (T ) ⋅ A p − n ⋅ ⎜ n⎜N L⎟NLandp⎝⎠D n (T) D p (T) kT==, [В]qμ n (T ) μ p (T )kT, [В]q|xn|+|xp|=W(U,T),Nd|xn|=Na|xp|dΕρq((p + N d ) − (n + N a ))==dx εε 0εε0U T (T ) =2Требования к работе1.
Использовать общепринятые размерности физических величин в тексте и на графиках, например μ [см2/(В⋅с)] или [м2/(В⋅с)]. Не допускается использование произвольных размерностей, например, Кулон/сек вместо Ампер.2. Графики должны иметь общепринятый масштаб (линейный или логарифмический), например 0, 50, 100, 150 , а не 43.5 , 60.5 , 77.5 и т.д.;название, обозначение трасс и размерностей величин на осях.3. На аппроксимационные, экспериментальные зависимости и формулы должны быть литературные ссылки (номер из списка литературы вкосых скобках). Аппроксимационные зависимости получить, например, с помощью функций сглаживания:• expfit Y=a⋅exp(bx)+c• logfit Y=a⋅ln(x+b)+c• pwrfit Y=a⋅xb+c и т.д.
(из Ресурсного центра программы MathCAD (Resourse CenterOverview and TutorialsAnalizing Your DataSpecialized Fitting Function))4. Список литературы с использованием библиографических правил обязателен. Желательно указать всю просмотренную литературу, дажеесли в ней не удалось найти необходимые экспериментальные данные, а также ключевые слова и словосочетания, если поиск вёлся попредметным указателям реферативных журналов.5. Все рассчитанные величины должны сравниваться с литературными или интернет-источниками.
Допускается расхождение до 10%.6. Построить зонную диаграмму (Е(х)) для идеального p-n перехода в состоянии термодинамического равновесия. Указать значения рассчитанных величин.7. РГЗ принимается только в распечатанном виде, допускаются нескреплённые работы, вложенные в мультифоры.Физические параметры полупроводников (из базы данных ФТИ им. Иоффе (Санкт-Петербург)№ варианта1.2.3.4.5.6.ПолупроводникSi (кремний)Si (кремний)Ge (германий)Ge (германий)GaAs (арсенид галлия)GaAs (арсенид галлия)Площадь.Концентр. Концентр.p-n переакцептор. доноров,хода.,Nd, см-3Na, см-3АP-N, мм21·10-22⋅10165⋅10172·10-25⋅10172⋅10163·10-25⋅10168⋅10174·10-28⋅10175⋅10165·10-25⋅10162⋅10186·10-32⋅10185⋅1016Диффуз.длина,Lp, мкмДиффуз.длина,Ln, мкм100080080070Времяжизни,τp, мксВремяжизни,τn, мкс10101000100035⋅10-38001037.8.9.10.11.12.13.14.15.16.GaP (фосфид галлия)GaP (фосфид галлия)GaSb (антимонид галлия)GaSb (антимонид галлия)InSb (антимонид индия)InSb (антимонид индия)InAs (арсенид индия)InAs (арсенид индия)InP (фосфид индия)InP (фосфид индия)8⋅10166⋅10155⋅10174⋅10169⋅10165⋅10167⋅10175⋅10165⋅10172⋅10165⋅10158⋅10165⋅10165⋅10172⋅10156⋅10175⋅10167⋅10175⋅10163⋅10177·10-28·10-29·10-21·10-11·10-29·10-28·10-27·10-26·10-25·10-220208710.10.10.050.050.1110.050.0530.0330.0026040ЛитератураЗи С.
Физика полупроводниковых приборов. В 2х книгах. Пер. с англ. -2-е перераб. изд. - М.: Мир, 1984.Маллер Р., Кейминс,Т. Элементы интегральных схем. М.:Мир,1989Пасынков В,В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы. М.:Высшая школа, 1987Росадо Л. Физическая электроника и микроэлектроника. М.:Высшая шола, 1991Шур М. Физика полупроводниковых приборов. В 2х книгах. Пер. с англ - М.: Мир, 1992.Таблицы физических величин.
Под ред. И.К. Кикоина, М:Атомиздат, 1976.Физические величины. Справочник/ А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейликова. –М.: Энергоатомиздат, 1991. –1232 с.8. Баранский П.И., Клочков В.П., Потыкевич И.В. Полупроводниковая электроника. Свойства материалов/ Справочник; -Киев: Наукова думка, 1975, 704 с.9. Dargys, Adolfas, Kundrotas, Jurgis. Handbook on physical properties of Ge, Si, GaAs and InP.
Vilnius: Science a. Encycl., 1994, 262 p.10. Шур М. Современные приборы на основе арсенида галлия. /Пер. с англ. С.Д. Барановского и др. Под ред. М.Е. Левинштейна, В.Е. Челнокова. / М.: Мир, 1991, 632 с.1.2.3.4.5.6.7.4Дополнительная литература1 Реферативные журналы (РЖ) "Электроника и ее применение", "Физика". РЖ можно найти в отделе библиотеки НГТУ (2 корпус к.502).Реферативные журналы выходят ежемесячно и дополняются ежегодно предметным указателем (ПУ) и авторским указателем (АУ).
Предметные указатели формируются на основе ключевых слов и устойчивых словосочетаний. Некоторые предметные указатели, например"ПУ РЖ Электроника "Электроника и ее применение", имеют дополнительно формульный указатель, позволяющий найти необходимыелитературные источники по химической формуле вещества.В РЖ "Электроника и ее применение" имеется 5 разделов:А - Электровакуумные и газоразрядные приборы и устройства;Б - Полупроводниковые приборы;В - Оптоэлектронные приборы;Г - Материалы для электроники;Д - Квантовая электроника. Криоэлектроника. Голография.Код ссылки состоит из двух чисел, разделенных буквой, и дополнительного расширения:Д - диссертация;Деп - депонированная рукопись;К - книга;П - патент.Например, 6Г226 означает, что реферат статьи опубликован в 6-м номере в разделе Г под номером 226.2 Периодические издания (отдел периодики библиотеки НГТУ l-103)• Физика и техника полупроводников;• Физика твердого тела;• Письма в журнал экспериментальной и прикладной физики;• Электроника.Интернет- источники1.
http://www.ioffe.rssi.ru/SVA/NSM/ Физико-технический институт им. Иоффе (большая база данных по свойствам полупроводников (на английском языке), полнотекстовые статьи из ведущих отечественных журналов в форматеPDF) (на русском языке)) Фрагмент базы данных по полупроводникам находится на диске S:\doro\ioffe…\semicond\index.htm5Примеры оформления графиковПодвижн.
элект. и дырок в Si при 300 К41.5×10 1 .10Подвижность см^2/(В*сек)3μ n_эксп31 .10()μ p ( T , N T)μ n T, N T10069.16310141 .10141×10151 .101617181 .101 .10N эксп, N TКонцентрация доноров (акцепторов) см:^-31 .10191 .10191×10Экспериментальная зависимость подвижности электроновАппроксимационная зависимость подвижности электроновАппроксимационная зависимость подвижности дырок60МОбратная ВАХ Ge диода10.50Si p-тип (Na=3*1017T=300K-3см )Si n-тип (Nd=1017 см-3)5 .10I ( U , 300⋅K)11W=0,121 мкмI ( U , 290⋅K)EC1 .101.5 .10−1UНапряжение, ВqUo=0,842 эВEg=1,12 эВ− 10Ei100EFECEF0,468 эВEV0,414 эВ300 K290 KEiEV0Xn=90,8 нм− 1.161×1010Xp=30,3 нмТок, АE =1,39*105 В/смXМ7.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
