Разделы
Дано:
площадь A = 65*65 мкм2, толщина области n-типа Wn = 45 мкм, р-типа - Wр = 325 мкм. При температуре Т = 300 К удельное сопротивление р-области ρр = 3,25 Ом·см, удельное сопротивление n-области ρn = 0,06 Ом·см, время жизни неосновных носителей τn=τр=0,02 мкс.
Величина контактной разности потенциалов определяется формулой:
. (1.1)
Собственная концентрация свободных носителей для Т = 300 К .Проводимость полупроводника обратно пропорционально его удельному сопротивлению (которое нам дано):
(1.2)
В области примесной проводимости, где концентрация основных носителей на много выше концентрации неосновных, именно концентрация и подвижность основных носителей заряда и определяет электрическую проводимость полупроводника.
С учетом этого можно записать следующую формулу:
σ ≈, (1.3)
где q = 1,6 · 10-19 Дж - элементарный заряд, nn0 - равновесная концентрация электронов в n-области, а μn - дрейфовая подвижность электронов.
В рабочем диапазоне температур практически все атомы примеси ионизированы, и пренебрегая собственной концентрацией ni электронов (поскольку в рабочем диапазоне она существенно меньше концентрации примеси) можно считать, что концентрация электронов n-области равна концентрации доноров в этой области:
(1.4)
Приравниваем правые части формул (1.2) и (1.3) и подставляем в них (1.4). Выражаем формулу для Nap
(1.5а)
Аналогичное выражение получается для :
, (1.5б)
В качестве нулевого приближения для концентрации доноров в n - области и концентрации акцепторов в p - области воспользуемся графиком [1, с 64].
При ρn = 0,06 = 6*10-2 (Ом*см),
= 1,5*1017 (см-3).
При ρp = 3,25 (Ом*см),
= 4*1015 (см-3).
Посчитаем µn и µp по формулам [1, с 61]
где Т абсолютная температура, а Тn = Т/300.
Так как Т = 300, то Тn = 1.
Подставим эти значения в формулы (1.5а) и (1.5б) и вычислим Nар и Ndn:
Полученный для Nар результат не совпадает со значением, полученным из [1, с 64]. Причина этому может заключаться в ошибке формулы (1,6б). Для проверки воспользуемся эмпирической формулой для μn и μp в кремнии с примесями [1]:
Другие материалы
Синтез системы управления нестационарным динамическим объектом
синтез
нестационарный динамический объект
Развитие
техники автоматизированного управления связанно с проблемой замены человека в
различных звеньях управления производственным процессом. ...
Проектирование междугородной магистрали между Пензой и Самарой с использованием оптического кабеля
Требуется спроектировать оптическую кабельную магистраль между
городами Пензой и Самарой.
Передача данных по оптоволоконным кабелям ВОЛС имеет целый ряд
преимуществ над ...
Синтез многофункционального конечного автомата2
В системах автоматики, телемеханики и связи, а также в
измерительных и вычислительных устройствах производится обработка информации,
которая представляется как в цифровой, так и в тексто ...