Пример 5
Дано: |
Решение: 1)Для определения барьерной емкости p-n перехода необходимо определить высоту потенциального барьера p-n перехода. |
Na=Nд=1015 см-3 |
|
τn=τp=10 мкс |
|
S=10-6 м2=10-2 cм2 ni= 1013 см-3 Т=300 К |
. 2) Определим ширину p-n перехода при разных напряжениях по формуле, данные заносим в таблицу.
|
φ0 |
.
U, В |
0,1 |
0 |
-0,5 |
-1 |
-2 |
-5 |
lp-n, 10-6 см |
67,8 |
90,16 |
160,6 |
208,5 |
280,7 |
430 |
3) Определяем барьерную емкость p-n перехода по формулам
и
при разных напряжениях, данные заносим в таблицу.
U, В |
0,1 |
0 |
-0,5 |
-1 |
-2 |
-5 |
Сбар, 10-10 Ф |
2,1 |
1,47 |
0,87 |
0,67 |
0,5 |
0,32 |
, 1020 Ф-2 |
0,226 |
0,463 |
1,32 |
2,227 |
4 |
9,765 |
Построим зависимости и от обратного напряжения (рис. 14 и рис. 15 соответственно).
Продолжим зависимость до пересечения с осью напряжения. Точка пересечения равна высоте потенциального барьера φ0=0,23 В.
Пример 6
Определить сопротивление германиевого p-n перехода при Т=300 К в рабочей точке с прямым напряжением 0,2 В, если I0= 27 мкА.
Дано: |
Решение: 1) Определим прямой ток при заданном прямом напряжении по формуле:
|
I0=10 мкА |
|
Uпр=0,2 В Т=300 К |
|
R, rд |
.2) Определим сопротивление постоянному току по формуле
.
3) Определим дифференциальное сопротивление по формуле
.
3. Варианты заданий
Вариант задания студента указывается преподавателем и составляется на основе трехзначного кода, формирование которого указано в п.1.
Задание а
Для полупроводникового электронно-дырочного перехода определить параметры в равновесном состоянии (φ0, l0). Построить энергетическую диаграмму, распределение заряда, напряженности электрического поля, потенциала. Данные по p-n переходу приведены в приложении табл. П 1.2. Параметры материалов, приведенных в приложении табл. П 1.2, необходимые для решения задачи представлены в приложении .
Задание в
Построить вольт-амперную характеристику (ВАХ) р-n перехода при Т=300 К по данным табл. П 1.3. Определить обратный ток, прямое падение напряжения, коэффициент выпрямления при температурах 300 К, 305 К, 310 К. Построить зависимости I0, Uпр, KВ от температуры. Параметры материалов необходимые для расчета приведены в Приложении 1.