Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Тема: Исследование температурной зависимости электросо- противления p-n-переходаСтр 1 из 2Следующая ⇒
2. Цель работы: - экспериментальное исследование параметров и характеристик p-n -перехода; - приобретение практических навыков работы с электронно-вычислительной техникой.
3. Исходные данные: -модель p-n -перехода реализована в среде программирования Electronics Workbench.
4. Программное обеспечение: среда программирования Electronics Workbench, Mathcad, Excel программные модули лабораторной работы.
5. Теория: Зависимость величины тока через переход от приложенного напряжения при различных температурах и типах материала отражают вольтамперные характеристики, рис.1. Рис.1 Приведенные кривые соответствуют: 1). 1 - Т1; 2 -Т2; 3 - Т3, причем Т1> T2> T3 для одного типа материала; 2). 1- Ge; 2 - Si; 3 – AsGa. В общем случае, для описания ВАХ используют выражение (1) (1) где – температурный потенциал; U - напряжение прикладываемое к переходу; эВ/К– постоянная Больцмана; термодинамическая температура; – коэффициент инжекции, в зависимости от типа материала ; G – проводимость утечки, определяется поверхностным состоянием p - n перехода; I 0 – тепловой ток, который зависит от температуры и определяется свойствами полупроводникового материала, из которого изготовлен переход. Типовыми значениями указанных параметров являются: Табл.№1
Тепловой ток I 0 определяется соотношением: S – площадь перехода; коэффициент диффузии неосновных носителей заряда, соответственно дырок в n-области перехода и электронов в p-области; диффузионная длина неосновных носителей заряда; и - концентрации неосновных носителей заряда. Концентрации неосновных носителей определяются из закона термодинамического равновесия. Для полупроводников р -типа Для полупроводников n -типа Величина является одной из важнейших характеристик полупроводникового материала, она определяет концентрацию свободных носителей заряда (электронов и дырок) в собственном (беспримесном) полупроводнике. Для характерна сильно выраженная температурная зависимость, которая определяется соотношением: где ширина запрещенной зоны полупроводника, принимающая значения: эВ; эВ; эВ. N c, v - эффективные плотности состояний в зоне проводимости и валентной зоне полупроводника соответственно. В общем случае, p-n- переход характеризует: 1). Статическое сопротивление (сопротивление p-n -перехода постоянному току). (2) 2). Дифференциальное сопротивление (сопротивление p-n -перехода переменному току). (3) 3). Коэффициент выпрямления , при U = 1, 2· U* В. (4) где U* - напряжение открытого перехода при комнатной температуре в нормальном режиме, для кремния U* = 0, 75 В.
|