3. Задание по работе
1. Получить исходные данные по лабораторной работе:
материал полупроводника
тип р-n перехода ( плавный или резкий, симметричный или несимметричный)
максимальный тепловой обратный ток р-n перехода Iо
площадь поперечного сечения р-n перехода
2. Проанализировать исходные данные и выбрать:
- материалы легирующих примесей (донорной и акцепторной);
- концентрации легирующих примесей Nд и Nа ;
определить из таблицы физические параметры полупроводникового материала: ширину запрещенной зоны, эффективные массы электрона и дырки mn, mp, подвижности электронов и дырок n и р, время жизни неосновных носителей , относительную диэлектрическую проницаемость материала исходного полупроводника .
3. Определить расчетным путем физические параметры р- и n-областей:
а) рассчитать эффективные плотности состояний для зоны проводимости и валентной зоны Nc и Nv;
б) определить собственную концентрацию ni 0 при Т=300 К;
в) рассчитать концентрации основных и неосновных носителей заряда nno, ppo и npo, pno ;
г) определить коэффициенты диффузии электронов и дырок Dn, Dр;
д) определить диффузионные длины электронов и дырок Ln и Lр;
4. Определить расчетным путем параметры р-n перехода:
а) определить величину равновесного потенциального барьера Епо;
б) рассчитать контактную разность потенциалов о;
в) определить тепловой обратный ток р-n перехода Iо и построить ВАХ;
г) сравнить полученное значение Iо с заданным и при необходимости, изменив концентрации легирующих примесей Nд и Nа,, повторить расчет.
4. Содержание отчета по работе
Отчет по лабораторной работе должен быть выполнен в виде расчетно-пояснительной записки, в содержание которой должны входить следующие разделы:
1. Исходные данные.
2. Анализ исходных данных.
3. Справочные физические параметры полупроводниковых материалов
4. Определение физических параметров р- n- областей.
5. Расчет электрических параметров р-n перехода.
6. График ВАХ.
7. Выводы.
8. Литература.
5. Контрольные вопросы по работе
Что такое область пространственного заряда (ОПЗ)? Какие заряды ее образуют?
Что такое контактная разность потенциалов на границе р-n перехода? Показать направление электрического поля в ОПЗ.
Как ширина ОПЗ зависит от величины и полярности приложенного напряжения?
Как зависит ширина ОПЗ от степени легирования р- и n- областей?
Как зависит тепловой обратный ток от степени легирования р- и n- областей?
Как зависит тепловой обратный ток от ширины запрещенной зоны полупроводника?
6. Литература
1. Г.И.Епифанов. "Физические основы микроэлектроники". М., "Советское радио", 1971 г.
2. Л.Россадо. "Физическая электроника и микроэлектроника". М., "Высшая школа",1991 г.