Если Lнеосн (Б) < L(Б), то диод с длиной базой.
В нашем варианте рассматривается диод с короткой базой т.к.
Lнеосн (Б) = 3,54×10-5м, L(Б)=1×10-5м, Lнеосн (Б) > L(Б)).
Lнеосн (Э), см
Ge
1,609×10-4
Si
5,913×10-5
При смене типа материала с Ge на Si диффузионная длинна неосновных носителей в эмиттере уменьшается.
При увеличении сечения захвата на 1% (при фиксированных N и Т=300°К) диффузионная длина неосновных носителей в базе уменьшается на 0,56%.
Чем меньше примесей и дефектов в полупроводнике, тем больше время жизни носителей, и соответственно диффузионная длина этих носителей.
3. Исследование модели тока насыщения IS идеального диода в модели Шокли
Модель тока насыщения идеального диода описывается формулой Шокли:
где S – площадь поперечного сечения перехода
LP и Ln – диффузионная длина электронов и дырок
tP и tP – время жизни электронов и дырок
ND и NA – концентрация ионизированных атомов.
Т°,К
N/5
N
5N
Э,Б
300
IS ×10-8 А
92,322
42,291
16,831
350
4451,08
2256,57
939,77
400
86050,17
41042,63
18968,06
Если сечение захвата увеличить на 1% (при фиксированных N и T=300°К), то ток насыщения увеличится на 0,5%.
Если площадь поперечного сечения увеличить на 1% (при фиксированных N и T=300°К), то ток насыщения увеличится на 1%
Таким образом, чувствительность тока насыщения к изменению к площади поперечного сечения выше, чем к изменению сечение захвата.
П/п диода выполняет роль выпрямителя, пропуская ток лишь в одном направлении (выпрямитель тем лучше, чем меньше Iобр). При комнатной температуре ток Is составляет несколько мкА для Ge диодов и несколько нА для Si диодов.
4. Исследование модели контактной разности потенциалов
Модель контактной разности потенциалов описывается следующим выражением:
NA и ND – концентрация ионизированных атомов
ni – собственная концентрация.
φК, В
0,3186
0,4020
0,4854
0,246
0,343
0,441
0,172
0,283
0,394
0,402
0,812
При смене типа материала с Ge на Si контактная разность потенциалов увеличивается.
Контактная разность потенциалов напряжение, который возникает в условии термодинамическом равновесие и ведет к прекращению диффузионного тока. При увеличении температуры, контактная разность уменьшается.
5. Исследование модели толщины ОПЗ
Модель толщины ОПЗ описывается выражением:
φК – контактная разность потенциалов.
W, мкМ
1,076
0,540
0,266
0,945
0,499
0,253
0,770
0,453
0,239
Зависимость положения границ ОПЗ
а) в зависимость от концентраций в Б и Э при Т=300°К
б) в зависимости от температуры при фиксированном N.
0,726
При смене типа материала с Ge на Si толщина ОПЗ увеличивается.
Зависимость толщины ОПЗ при Т=300°К от U при прямом и обратном смещениях напряжения на диоде.
U, В
Прямое
0,1
0,892
0,468
0,237
0,15
0,783
0,428
0,221
0,2
0,656
0,383
0,204
0,25
0,332
0,185
0,3
0,260
0,272
0,164
Обратное
-5
4,395
1,981
0,893
-10
6,122
2,749
1,234
-20
8,590
3,850
1,725
-30
10,493
4,699
2,104
-40
12,101
5,417
2,425
Толщина ОПЗ при увеличении температуры уменьшается незначительно.
Снижение высоты потенциального барьера при U>0 позволяет основным носителям пересекать область перехода, при этом они становятся неосновными носителями, создавая заметный ток (при Uпр, W¯). При U<0 эффекты диффузии более ощутимы, чем эффекты дрейфа (при Uобр, W).
Часть №2
1. Исследование влияния температуры и концентрации примесей в База на вид ВАХ для PSPICE модели идеального диода
Модель ВАХ идеального диода:
Is – ток насыщения
φT – тепловой потенциал.
Модель идеального диода в логарифмическом масштабе:
Изменение концентрации примеси в базе влияет на ток насыщения (при увеличении концентрации, ток насыщения уменьшается), при этом ВАХ изменяется следующим образом:
Материал
Ge(T+50)
Si(T+50)
Is, A
4,23Е-7
2,73Е-14
2,26Е-5
1,9Е-11
Т=300°К
Т+50=350°К
Для реальных переходов величина Is не является постоянной и в момент зависеть от напряжения, приложенного к переходу.
Это может быть вызвано, например, изменением свойств п/п (время жизни носителей, концентрации примесей) по объему Is в основном определяется удельным сопротивлением материала – с ρ, Is (что обусловлено увеличением концентрации неосновных носителей).
2. Исследование влияния процессов генерации-рекомбинации в ОПЗ на вид ВАХ для PSPICE модели диода
Уточненная модель ВАХ диода при прямом смещении с учетом процессов генерации-рекомбинации в ОПЗ:
φК – контактная разность потенциала
М – коэффициент лавинного умножения
ISR – ток насыщения ток рекомбинации
m – коэффициент неидеальности.
Влияние процессов генерации-рекомбинации (параметр N) на вид ВАХ:
N=5
N=3
Страницы: 1, 2, 3