Автор: 2******@rambler.ru, 27 Ноября 2011 в 10:35, курсовая работа
Роль электроники в современной науке и электронной технике сложно переоценить. Научно-технический прогресс в настоящее время немыслим без прогресса в электронике. В последнее время большее распространение получили приборы, основанные на действии полупроводников. Эти вещества стали изучать сравнительно недавно, однако без них уже не может обойтись ни современная электроника, ни медицина, ни многие другие науки.
Введение……………………………………………………………………….4
Исходные данные……………………………………………………………..5
Физические и математические постоянные………….……………………...5
Расчетная часть …………………………………………………………….…6
Расчет температурной зависимости концентрации равновесных носителей заряда в собственном полупроводнике ……………………....6
Расчет температурной зависимости уровня Ферми в собственном полупроводнике ……………………………………………………………8
Расчет температуры ионизации донорной примеси Ts и ионизации основного вещества Ti в полупроводнике n тока методом последовательных приближений …………………………………………8
Расчет температуры ионизации Ts и Ti в акцепторном полупроводнике методом последовательных приближен………........................................10
Расчет температурной зависимости положения уровня Ферми Ef(T) в донорном полупроводнике ……………………………………..………..12
Расчет критической концентрации вырождения донорной примеси.13
Расчёт равновесной концентрации основных и неосновных носителей тока в p-n и n – областях p-n – перехода ..................................................14
Нахождение высоты потенциального барьера равновесного p-n-перехода и контактной разности потенциалов ……………………………….……15
Нахождение положений уровня Ферми в p-n-переходе и n-областях относительно потолка зоны проводимости и дна валентной зоны соответственно …………………………………………….………….…...15
Нахождение толщины p-n- перехода в равновесном состоянии …….16
Определение толщины пространственного заряда в p и n областях ...16
Энергетическая диаграмма p-n- перехода в равновесном состоянии .17
Нахождение максимальной напряжённости электростатического поля в равновесном p-n- переходе. ………………………………………...……..17
Нахождение падения потенциала в p-n- областях пространственного заряда p-n-перехода ……...….………………………………………..…….18
Зависимость потенциала в p-n- областях от расстояния ……………....18
Вычисление барьерной ёмкости p-n- перехода ……………………...…19
Вычисление коэффициентов диффузии для электронов и дырок и диффузионной длины .……………….………………………………..…..20
Вычисление электропроводности и удельного сопротивления собственного полупроводника, полупроводников p и n типа ………....20
Определение величины плотности обратного тока p-n перехода …...20
Построение обратной ветви ВАХ p-n- перехода ………………….…...21
Построение прямой ветви ВАХ p-n- перехода ………………………...22
Вычисление отношения jпр/jобр …………………………………….…22
7.Заключение……………………………………………………………………..24
8.Список литературы ………………………………………...………….…........25
19.
Определение величины
плотности обратного
тока p-n-перехода при
Т=300 К в А/см²
20.
Обратная ветвь ВАХ
p-n-перехода, Т=300 К.
Результаты
расчетов приведены
в таблице 10.
Пример:
Таблица 10
| N | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| qV | 4,1420E-22 | 1,2426E-21 | 2,0710E-21 | 4,1420E-21 | 6,2129E-21 | 8,2839E-21 |
| V | -2,5852E-03 | -7,7556E-03 | -1,2926E-02 | -2,5852E-02 | -3,8778E-02 | -5,1704E-02 |
| j*1E-3 | -4,1408E-01 | -1,1278E+00 | -1,7121E+00 | -2,7505E+00 | -3,3804E+00 | -3,7624E+00 |
| 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 1,2426E-20 | 1,6568E-20 | 2,0710E-20 | 2,4852E-20 | 8,2839E-20 |
| -7,7556E-02 | -1,0341E-01 | -1,2926E-01 | -1,5511E-01 | -5,1704E-01 |
| -4,1346E+00 | -4,2716E+00 | -4,3220E+00 | -4,3405E+00 | -4,3513E+00 |
21.
Прямая ветвь ВАХ p-n-перехода,
Т=300 К.
Результаты расчетов приведены в таблице 11.
Пример:
Таблица 11
| N | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| qV | 4,1420E-21 | 8,2839E-21 | 1,2426E-20 | 1,6568E-20 | 1,8639E-20 | 2,0710E-20 | 8,2839E-20 |
| V | 2,5852E-02 | 5,1704E-02 | 7,7556E-02 | 1,0341E-01 | 1,1633E-01 | 1,2926E-01 | 5,1704E-01 |
| j | 7,4767E-03 | 2,7801E-02 | 8,3046E-02 | 2,3322E-01 | 3,8734E-01 | 6,4143E-01 | 2,1111E+06 |
22.
Вычисление отношения
jпр/jобр при
и при
Вывод:
Коэффициент выпрямления зависит от подаваемого
на переход напряжения, чем оно выше, тем
больше коэффициент выпрямления. Что касается
p-n-перехода, то можно сказать, что p-n-переход
обладает выпрямительными свойствами
и практически односторонней проводимостью:
ток при обратном включении очень мал,
а при прямом включении ток резко возрастает
по экспоненциальному закону.
Заключение
В данной курсовой работе мы изучили свойства полупроводников и характеристики p-n-переход. В результате сделан вывод, что p-n-переход обладает односторонней проводимостью и может использоваться в качестве выпрямительного устройства.
Список используемой литературы:
1. Физические
основы электроники: Курс
2. Бонч-Бруевич, В. Л. Физика полупроводников / В. Л. Бонч-Бруевич, С. Г. Калашников. – М.: Наука, 1990.
3. Курс физики: учебное пособие для вузов/Трофимова Т.И.-7е издание, стер. - М: высшая школа, 2003-51с.: ил.
4. Фридрихов,
С. А. Физические основы
5. Шалимова, К.
В. Физика полупроводников / К.
В. Шалимова. – М.: Энергоитомиздат, 1985.
Информация о работе Свойства полупроводников, расчет характеристик p-n-перехода