Лабораторная работа №2_Электроника

Министерство цифрового развития, связи и массовых

коммуникаций Российской Федерации

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное

бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

(МТУСИ)

Кафедра «Электроника»

ОТЧЁТ

по дисциплине "Электроника"

на тему:

"Исследование металло-полупроводниковых переходов"

Выполнил студент группы

-------

Проверил профессор, д-р техн. наук

-------

Москва 2026

Лабораторная работа №2

«Исследование металло-полупроводниковых переходов»

Вариант №6

Целью работы является исследование металло-полупроводниковых переходов при использовании различных сочетаний металла и полупроводника.

При этом определяются следующие характеристики и параметры:

– тип контакта (омический или Шотки);

– сопротивление омического контакта.

Для контакта Шотки при U = 0 определяются:

– контактная разность потенциалов;

– толщина;

– тепловой ток;

– барьерная емкость.

Теоретические сведения

Сопротивление омического контакта: (1);

Толщина перехода: (2);

Барьерная ёмкость: (3),

где L и S - толщина и площадь поперечного сечения нейтрального слоя, и N - коэффициент подвижности и концентрация примеси в полупроводниковой области.

Выполнение работы

Необходимо вести исходные данные согласно заданному преподавателем номеру варианта.

Таблица 1 - Исходные данные

№. вар.	Тип металла (работа выхода, , эВ)	Тип п/п (работа выхода, , эВ)	Концентрация примесей в п/п области, N, см-3	Толщина п/п слоя L, мкм	Площадь поперечного сечения S, см2
6	Ag(4,4)	GaAs(5,2)	1016	20	10-3

На рисунке 1 изображена схема p-n перехода с исходными параметрами.

Рисунок 1 - Переход при исходных данных.

Далее необходимо изменить исходные данные так, чтобы сопротивление омического контакта (1) уменьшилось. Для этого увеличим площадь S в два раза. Результат расчетов показан на рисунке 2.

Рисунок 2 - Переход с уменьшенным сопротивлением омического контакта.

Теперь изменим данные так, чтобы толщина перехода (2) увеличилась. Для этого уменьшим концентрацию N в десять раз. Результат расчетов показан на рисунке 3.

Рисунок 3 - Переход с увеличенной толщиной перехода.

Далее изменим данные так, чтобы барьерная емкость перехода (3) уменьшилась. Для этого уменьшим площадь перехода S в два раза. Результат расчёта представлен на рисунке 4.

Рисунок 4 - Переход с уменьшенной барьерной емкостью.

Результаты работы

Занесём полученные данные в таблицу 2.

Таблица 2 - Результаты вычислений

Характеристики и параметры	Исходный вариант	Вариант с уменьшенным сопротивлением (для омического контакта)	Вариант с увеличенной толщиной перехода и напряжением пробоя (контакт Шотки)	Вариант с уменьшенной барьерной ёмкостью (контакт Шотки)
Исходные данные
Металл	Ag	Ag	Ag	Ag
Полупроводник	GaAs	GaAs	GaAs	GaAs
NА, см–3	1E16	1E16	1E15	1E16
NД, см–3	1E16	1E16	1E15	1E16
S, см2	1E-3	2E-3	1E-3	5E-4
L, мкм	20	20	20	20
Результаты при Т=300 К
Тип контакта в m-n варианте	Омический	Омический	Омический	Омический
Тип контакта в m-p варианте	Шотки	Шотки	Шотки	Шотки
R, Ом	1,4706E-5	7,3529E-6	1,4706E-5	2,9412E-5
, В	8,0000E-1	8,0000E-1	8,0000E-1	8,0000E-1
L0, мкм	3,3919E-1	3,3919E-1	1,0726E	3,3919E-1
I0, A	2,0180E-14	4,0361E-14	2,0180E-14	1,0090E-14
Сб0, Ф	3,39119E-11	6,7838E-11	1,0726E-11	1,6960E-11

Вывод

В ходе лабораторной работы были исследованы металло-полупроводниковые переходы при использовании различных сочетаний металла и полупроводника.

Из полученных данных следует, что при увеличении площади перехода сопротивление омического контакта увеличивается, контактная разность потенциалов и толщина перехода не изменяются, а тепловой ток и барьерная емкость увеличиваются.

При уменьшении концентрации примеси сопротивление омического контакта, контактная разность потенциалов и тепловой ток не изменяются, а толщина перехода и барьерная емкость уменьшаются.

При уменьшении площади перехода контактная разность потенциалов и толщина перехода не изменяются, сопротивление омического контакта увеличивается, а тепловой ток и барьерная емкость уменьшаются.