Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Исходные представления и расчетные соотношения




Вольт-амперные характеристики полупроводникового диода

 

Цель работы

I. Расчет и построение вольт-амперных характеристик (ВАХ) полупроводникового диода при различных электрофизических параметрах идеального p-n перехода.

II. Расчет и построение ВАХ полупроводникового диода при учете сопротивления базы.

Исходные представления и расчетные соотношения

ВАХ идеального электронно-дырочного перехода определяется зависимостью тока от напряжения при прямом и обратном смещении перехода. При прямом смещении уменьшается высота потенциального барьера на границе перехода и ток через переход обусловлен диффузией (инжекцией) основных носителей заряда. В этой части ВАХ ток значительно возрастает с увеличением напряжения. При обратном включении напряжения возрастает величина потенциального барьера и увеличивается поле в переходе, при этом ток определяется дрейфом (экстракцией) неосновных носителей заряда. Обратный ток существенно меньше прямого тока, поскольку этот ток обусловлен неосновными носителями заряда с малой концентрацией, зависящей от температуры и ширины запрещенной зоны.

При выводе зависимости тока от напряжения в идеальном p-n переходе рассматривают плоскопараллельный переход с бесконечной протяженностью (отсутствуют краевые эффекты), считается, что поле сосредоточено в p-n переходе, при этом пренебрегают падением напряжения в объеме pn - областей. Пренебрегают токами утечки и процессами генерации и рекомбинации носителей заряда в области перехода, не учитываются процессы, приводящие к пробоям обратно смещенного перехода.

При принятых допущениях ВАХ p-n перехода можно представить в виде зависимости: , (1.1)

в которой - обратный (тепловой) ток, зависящий от площади перехода , ширины pn областей и , степени легирования материала ( и ) и параметров полупроводника (, , и ). При ширине областей , величина обратного тока определяется соотношением:

, (1.2)

в котором и - концентрации неосновных носителей в - и областях в равновесном состоянии перехода,

, , (1.3)

- концентрация носителей в собственном полупроводнике, и - концентрации донорной и акцепторной примесей, и - диффузионные длины электронов и дырок, и - коэффициенты диффузии электронов и дырок. Величину теплового потенциала в формуле (1.1) ( Кл – заряд электрона) можно определять по приближенной формуле В, в которой температура выражена в К. При расчетах принимается значение .

Дифференциальное сопротивление p-n перехода определяется соотношением: , (1.4)

 

зависящим от величины тока на вольтамперной характеристике. При этом достигает больших значений при стремлении обратного тока перехода к предельной величине .

Представленные расчетные соотношения получены в пренебрежении объемным сопротивлением базы , которое в реальных переходах изменяется в широких пределах от единиц до сотен Ом. В этих условиях внешнее напряжение распределяется между обедненным слоем и областью базы и зависимость тока от напряжения следует представлять в виде:

. (1.5)

При проведении расчетов целесообразно пользоваться зависимостью

(1.6)

для полученных по формуле (1.1) значений тока в идеальном pn -переходе. Для определения дифференциального сопротивления реального перехода следует использовать соотношение

. (1.7)

При малых токах падение напряжение в базовой области можно не учитывать. Однако с ростом тока, когда , эта величина существенно превышает падение напряжения на переходе и на вольтамперной характеристике ВАХ перехода выделяется линейный участок, на котором .





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2017-03-12; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 236 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Два самых важных дня в твоей жизни: день, когда ты появился на свет, и день, когда понял, зачем. © Марк Твен
==> читать все изречения...

2253 - | 2077 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.008 с.