1.4. Контрольные вопросы по разделу «Электронно-дырочный переход»

1.Как направлено диффузионное поле в p-n-переходе? Почему?

2.Когда заканчивается процесс диффузии свободных носителей заряда при образовании p-n-перехода?

3.Почему p-n-переход – выпрямляющий контакт?

4.Как зависит высота p-n-перехода от температуры? Почему?

5.Назовите 6 условий идеализации записи уравнения непрерывности. Как позволяет упростить уравнение соблюдение того или иного условия.

6.В чем физический смысл выражения для электронейтральности заряда в ОПЗ p-n-перехода?

7.Какие токи являются составляющими прямого тока диода?

8.Какие токи являются составляющими обратного тока диода?

9.Для какого из диодов кремниевого или германиевого Вы будете учиты-

вать при определении прямого тока ток рекомбинации при напряжении на p-n-переходе 0,25 В? Почему?

10.Изменение какого заряда является причиной образования барьерной емкости?

11.Для какого из диодов кремниевого или германиевого ток генерации намного больше обратного тока насыщения? Почему?

12.Начертите и объясните обратные ветви ВАХ диодов:

–германиевый, широкая база;

–германиевый, тонкая база;

–кремниевый, широкая база;

–кремниевый, тонкая база.

13.Почему лавинный пробой p-n-перехода возникает при более высоких областях напряжения чем туннельный в то время, как критическая напряженность электрического поля при лавинном пробое меньше, чем при туннельном?

14.Как изменяются величины напряжения p-n-перехода с температурой при лавинном и туннельном пробоях?

15.Почему при высоком уровне инжекции удваивается коэффициент диффузии в выражении для времени пролета?

16.Как изменяется прямое падение напряжения на p-n-переходе при увеличении температуры? Почему?

17.Почему величина обратного тока в германиевых диодах с увеличением температуры возрастает в 2 раза быстрее чем у кремниевых?

18.Как изменяются частотные свойства p-n-перехода при работе с малым и высоким уровнями инжекции с увеличением температуры? Почему?

19.Что определяет параметр τ вольт?

20.Как зависит время восстановления обратного сопротивления диода от величины прямого тока? Почему?

6

1.4 Варианты задач, алгоритмы, решения которых представлены в данном разделе.

1. Определить контактную разницу потенциалов ϕк и барьерную ёмкость Сбар кремниевого резкого несимметричного перехода, имеющего параметры: удельное сопротивление базы ρvБ=4,5 Ом см, концентрация примеси в эмиттере Nаэ=1018 см-3 , температура T=300 К, площадь p-n перехода S=10-3 см 2, напряжение U=1 В.

Примечание: величину подвижности электронов в базе принять равной подвижности электронов в собственном кремнии.

Ответ: ϕк =0.725 В; Сбар=1 пФ

2. Определить диффузионную ёмкость Сдиф кремниевого полупроводникового диода, имеющего параметры: ширина базы WБ=1 мкм; подвижность электронов в базе μn =1200 см2 / В c , удельное сопротивление базы ρvБ =0,6 Ом см, время жизни дырок в эмиттере τp = 10-7 с, концентрация примеси в эмиттере Nd=1018 см-3, подвижность дырок в эмиттере μpэ = 300 см2 / В c , температура T=300 К,

S=10-3 см 2, напряжение на p-n переходе U=0,63 В Примечание: диод работает при малом уровне инжекции.

Ответ: Сдиф=2,3 пФ

3. Определить величину тока генерации IG и рекомбинации IR кремниевого диода, имеющего параметры: удельное сопротивление базы ρvБ =0,2 Ом см, подвижность электронов в базе μn =1200 см2 / В c , концентрация примеси в эмиттере Nаэ=1018 см-3 , время жизни электронов в эмиттере τn = 10-7с и дырок в базе τp = 5·10-4с, площадь S=10-3 см 2, температура T=300 К.

Примечание: ток генерации определять при обратном напряжении Uобр=5

В, а ток рекомбинации при прямом напряжении Uпр=0,3 В.

Ответ: IG=1.3·10-9А ; IR=4,7·10-10 А

7