Твердотільна електроніка
Але основний результат, зв «язаний з виникненням об «ємного заряду й об «ємного поля в області зміни типу домішки, залишається в силі. Знайти рівноважні концентрації електронів і дірок та положення рівня Фермі у Si при 270С, якщо Si містить: Являє собою розмір потенційного бар «єра для електронів, що виникає на границі nі p-областей: Утворення та енергетична діаграма електронно-діркового переходу. Читати ще >
Твердотільна електроніка (реферат, курсова, диплом, контрольна)
КОНТРОЛЬНА РОБОТА Твердотільна електроніка.
УТВОРЕННЯ ТА ЕНЕРГЕТИЧНА ДІАГРАМА ЕЛЕКТРОННО-ДІРКОВОГО ПЕРЕХОДУ.
тому.
. (1).
:
(2).
. (3).
і.
. (4).
з (4) у (3), одержимо.
. (5).
Співвідношення (5) можна записати в наступному виді:
(6).
і.
. (7).
.
і температура відповідає області домішкової провідності, то.
. (8).
міняється по експонентному закону.
(9).
:
. (10).
раз.
. В області компенсації необхідно користатися рівнянням Пуассона.
змінюється тип домішки:
(11).
.
:
(12).
:
. (13).
. Для цього врахуємо, що електрони з n-області підуть у p-область, а дірки з p-області перейдуть у n-область, у результаті чого n-область заряджається позитивно, а p-область негативно.
.
можна записати.
; (14).
. (15).
Якщо напівпровідник досить сильно легований, так що.
(16).
і.
.
відповідно. Напруженість поля знайдемо з (14) і (15) з обліком (16):
(17).
(18).
одержимо.
. (19).
. (20).
маємо.
(21).
то можемо записати.
. (22).
Таким чином, з огляду на (19) і (20), можемо сказати, що напруженість поля в області об «ємного заряду лінійно залежить від координати. Інтегруючи (19) і (20) по х, одержимо залежність потенційної енергії від координати у виді квадратичної параболи:
(23).
і.
. (24).
являє собою розмір потенційного бар «єра для електронів, що виникає на границі nі p-областей:
; (25).
. (26).
одержимо.
(27).
чи, з обліком (22).
. (28).
в nі p-областях:
. (29).
У такий спосіб висота потенційного бар «єра для електронів, що розділяє nі p-області, дорівнює різниці робіт виходу електронів з nі p-областей, що збігається з зовнішньою контактною різницею потенціалів, якщо розглядати проникнення потенційного бар «єра на контакті nі p-напівпровідника. Область об «ємного заряду, що розділяє nі p-області напівпровідника, називається p-nабо n-p-переходом. Між шириною і висотою потенційного бар «єра існує зв «язок. З (28) можна записати.
(30).
чи.
. (31).
але основний результат, зв «язаний з виникненням об «ємного заряду й об «ємного поля в області зміни типу домішки, залишається в силі.
Рисунок 1. Енергетична діаграма p-n-переходу.
Задача № 1.
Знайти рівноважні концентрації електронів і дірок та положення рівня Фермі у Si при 270С, якщо Si містить:
а) 1016 см-3 атомів В;
б) 3 1016 см-3 атомів As і 2.9 1016 см-3 атомів В.
Розв’язок.
.
.
Задача № 2.
атомів В. для кожного зразка визначити:
;
.
Розв’язок.
.
.
.
.
Задача № 3.
. Знайти:
;
;
.
Розв’язок.
;
;
.
.
;
.
.
.
;
;
.
Задача № 4.
. Знайти:
;
;
;
.
Розв’язок.
1) для кремнієвого діода;
;
.
.
;
.
.
;
.
.
2) для германієвого діода:
;
.
.
.
;
.
.
;
.
.
.
.
.
;
.
.
.
.
Задача № 5.
.
Знайти зв «язок між струмом і напругою.
Розв’язок.
.
.
n p.