Расчёт параметров полупроводниковых приборов

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. ...

Разработка приборного оснащения беспилотных летательных аппаратов для контроля санитарно-гигиенических характеристик атмосферного воздуха в приповерхностном слое
Большие объемы выбросов вредных веществ в атмосферу приводят к её интенсивному загрязнению, поэтому вопросы мониторинга загрязнений являются особо важными. Особую сложность представляет ...

Проектирование кабельных сетей на перегоне и станции
На железнодорожном транспорте используются самые различные устройства автоматики, телемеханики и связи. Четкое и бесперебойное функционирование этих устройств в значительной степени зави ...