Procesai vykstantys pn sandūrose

1. Darbo tikslas: Išsiaiškinti procesus, vykstančius pn sandūroje, ištirti pn sandūros voltamperinės charakteristikos (VACH) priklausomybę nuo temperatūros, sandūros ploto ir puslaidininkio medžiagos. 2. Skaičiavimo formulės: Idealios pn sandūros (idealaus diodo) VACH išreiškiama formule: čia I- srovė, IS- pn sandūros atgalinė soties srovė, U prie sandūros prijungta įtampa, q- elektrono krūvio absoliučioji vertė, k- Bolcmano konstanta, T- absoliučioji temperatūra. Realaus diodo VACH tiesioginė šaka aprašoma formule: , čia UF-tiesioginė įtampa, IF- tiesioginė srovė, R1- p ir n sričių varža, Realaus diodo VACH atgalinė šaka aprašoma formule: , čia R2- nuotėkio varža, IR- atgalinė srovė. pn sandūros soties srovė išreiškiama formule: , čia S- pn sandūros plotas, ni- savųjų krūvininkų koncentracija, Dn ir Dp- elektronų ir skylių difuzijos koeficientai, Ln ir Lp- elektronų ir skylių difuzijos nuotoliai, ND ir NA-donorinių ir akceptorinių priemaišų koncentracijos atitinkamai n ir p srityse. 3. Pradiniai duomenys (1 lentelė). 1 lentelė Pradiniai duomenys q, C 1,60E-19   k, J/K 1,38E-23   T1, K 250   T2, K 430   1) Na, cm-3 1,00E+15 1,00E+21 1) Nd, cm-3 1,00E+15 1,00E+21 Ln, microns 20 0,00002 Lp, microns 10 0,00001 ni, cm-3 1,00E+16 1,00E+22 Dn, cm2/s 1,00E-13 1,00E-17 Dp, cm^2/s 1,00E-13 1,00E-17 R1, Ω 2   R2, Ω 7,00E+05   S1, cm2 1,00E-03 1,00E-07 S2, cm2 5,00E-03 5,00E-07 2) Na, cm-3 1,00E+14 1,00E+20 2) Nd, cm-3 1,00E+14 1,00E+20 ni(GaAs), cm-3 1,80E+06 1,80E+12 ni(InP), cm-3 1,30E+07 1,30E+13 4. Skaičiavimo rezultatai (2, 3, 4 lentelės). 2 lentelė. Skaičiavimų rezultatai Is (T1), A 2,40E-15 Is(T2), A 2,40E-15 Is(S1, A) 2,40E-15 Is(S2, A) 1,20E-14 Is(N1), A 2,40E-15 Is(N2), A 2,40E-14 Is(GaAs), A 7,78E-35 Is(InP), A 4,06E-33 3 lentelė. Skaičiavimų rezultatai U, V I(T1), A ideal I(T2), A ideal I(S1), A ideal I(S2), A ideal I(N1), A ideal I(N2), A ideal 3 5,75E+45 3,05E+20 5,75E+45 2,88E+46 5,75E+45 5,75E+46 2,9 5,59E+43 2,06E+19 5,59E+43 2,79E+44 5,59E+43 5,59E+44 2,8 5,43E+41 1,39E+18 5,43E+41 2,71E+42 5,43E+41 5,43E+42 2,7 5,27E+39 9,43E+16 5,27E+39 2,64E+40 5,27E+39 5,27E+40 2,6 5,12E+37 6,37E+15 5,12E+37 2,56E+38 5,12E+37 5,12E+38 2,5 4,97E+35 4,31E+14 4,97E+35 2,49E+36 4,97E+35 4,97E+36 2,4 4,83E+33 2,91E+13 4,83E+33 2,42E+34 4,83E+33 4,83E+34 2,3 4,69E+31 1,97E+12 4,69E+31 2,35E+32 4,69E+31 4,69E+32 2,2 4,56E+29 1,33E+11 4,56E+29 2,28E+30 4,56E+29 4,56E+30 2,1 4,43E+27 8,98E+09 4,43E+27 2,21E+28 4,43E+27 4,43E+28 2 4,30E+25 6,07E+08 4,30E+25 2,15E+26 4,30E+25 4,30E+26 1,9 4,18E+23 4,10E+07 4,18E+23 2,09E+24 4,18E+23 4,18E+24 1,8 4,06E+21 2,77E+06 4,06E+21 2,03E+22 4,06E+21 4,06E+22 1,7 3,94E+19 1,87E+05 3,94E+19 1,97E+20 3,94E+19 3,94E+20 1,6 3,83E+17 1,27E+04 3,83E+17 1,91E+18 3,83E+17 3,83E+18 1,5 3,72E+15 8,56E+02 3,72E+15 1,86E+16 3,72E+15 3,72E+16 1,4 3,61E+13 5,79E+01 3,61E+13 1,80E+14 3,61E+13 3,61E+14 1,3 3,51E+11 3,91E+00 3,51E+11 1,75E+12 3,51E+11 3,51E+12 1,2 3,41E+09 2,64E-01 3,41E+09 1,70E+10 3,41E+09 3,41E+10 1,1 3,31E+07 1,79E-02 3,31E+07 1,65E+08 3,31E+07 3,31E+08 1 3,21E+05 1,21E-03 3,21E+05 1,61E+06 3,21E+05 3,21E+06 0,9 3,12E+03 8,16E-05 3,12E+03 1,56E+04 3,12E+03 3,12E+04 0,8 3,03E+01 5,51E-06 3,03E+01 1,52E+02 3,03E+01 3,03E+02 0,7 2,94E-01 3,73E-07 2,94E-01 1,47E+00 2,94E-01 2,94E+00 0,6 2,86E-03 2,52E-08 2,86E-03 1,43E-02 2,86E-03 2,86E-02 0,5 2,78E-05 1,70E-09 2,78E-05 1,39E-04 2,78E-05 2,78E-04 0,4 2,70E-07 1,15E-10 2,70E-07 1,35E-06 2,70E-07 2,70E-06 0,3 2,62E-09 7,77E-12 2,62E-09 1,31E-08 2,62E-09 2,62E-08 0,2 2,54E-11 5,23E-13 2,54E-11 1,27E-10 2,54E-11 2,54E-10 0,1 2,45E-13 3,31E-14 2,45E-13 1,22E-12 2,45E-13 2,45E-12 0,07 5,91E-14 1,34E-14 5,91E-14 2,96E-13 5,91E-14 5,91E-13 0,06 3,63E-14 9,69E-15 3,63E-14 1,82E-13 3,63E-14 3,63E-13 0,05 2,20E-14 6,83E-15 2,20E-14 1,10E-13 2,20E-14 2,20E-13 0,04 1,29E-14 4,65E-15 1,29E-14 6,46E-14 1,29E-14 1,29E-13 0,03 7,24E-15 2,99E-15 7,24E-15 3,62E-14 7,24E-15 7,24E-14 0,02 3,66E-15 1,71E-15 3,66E-15 1,83E-14 3,66E-15 3,66E-14 0,01 1,41E-15 7,42E-16 1,41E-15 7,07E-15 1,41E-15 1,41E-14 0,001 1,14E-16 6,55E-17 1,14E-16 5,69E-16 1,14E-16 1,14E-15 0 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 -0,001 -1,09E-16 -6,38E-17 -1,09E-16 -5,43E-16 -1,09E-16 -1,09E-15 -0,01 -8,90E-16 -5,67E-16 -8,90E-16 -4,45E-15 -8,90E-16 -8,90E-15 -0,02 -1,45E-15 -1,00E-15 -1,45E-15 -7,25E-15 -1,45E-15 -1,45E-14 -0,05 -2,16E-15 -1,78E-15 -2,16E-15 -1,08E-14 -2,16E-15 -2,16E-14 -0,06 -2,25E-15 -1,92E-15 -2,25E-15 -1,13E-14 -2,25E-15 -2,25E-14 -0,1 -2,38E-15 -2,24E-15 -2,38E-15 -1,19E-14 -2,38E-15 -2,38E-14 -2 -2,40E-15 -2,40E-15 -2,40E-15 -1,20E-14 -2,40E-15 -2,40E-14 -4 -2,40E-15 -2,40E-15 -2,40E-15 -1,20E-14 -2,40E-15 -2,40E-14 -6 -2,40E-15 -2,40E-15 -2,40E-15 -1,20E-14 -2,40E-15 -2,40E-14 -8 -2,40E-15 -2,40E-15 -2,40E-15 -1,20E-14 -2,40E-15 -2,40E-14 -10 -2,40E-15 -2,40E-15 -2,40E-15 -1,20E-14 -2,40E-15 -2,40E-14 4 lentelė. Skaičiavimų rezultatai U, V IF, A I(GaAs), A ideal I (InP), A ideal UF,V real IR, μA real 3 1,86E+26 9,73E+27 6,07E-01 — 2,9 1,81E+24 9,45E+25 6,06E-01 — 2,8 1,76E+22 9,17E+23 6,05E-01 — 2,7 1,71E+20 8,91E+21 6,04E-01 — 2,6 1,66E+18 8,66E+19 6,03E-01 — 2,5 1,61E+16 8,41E+17 6,02E-01 — 2,4 1,57E+14 8,17E+15 6,01E-01 — 2,3 1,52E+12 7,93E+13 6,00E-01 — 2,2 1,48E+10 7,70E+11 5,99E-01 — 2,1 1,43E+08 7,48E+09 5,98E-01 — 2 1,39E+06 7,27E+07 5,96E-01 — 1,9 1,35E+04 7,06E+05 5,95E-01 — 1,8 1,31E+02 6,85E+03 5,94E-01 — 1,7 1,28E+00 6,66E+01 5,92E-01 — 1,6 1,24E-02 6,47E-01 5,91E-01 — 1,5 1,20E-04 6,28E-03 5,89E-01 — 1,4 1,17E-06 6,10E-05 5,87E-01 — 1,3 1,14E-08 5,93E-07 5,86E-01 — 1,2 1,10E-10 5,75E-09 5,84E-01 — 1,1 1,07E-12 5,59E-11 5,82E-01 — 1 1,04E-14 5,43E-13 5,79E-01 — 0,9 1,01E-16 5,27E-15 5,77E-01 — 0,8 9,82E-19 5,12E-17 5,74E-01 — 0,7 9,54E-21 4,97E-19 5,71E-01 — 0,6 9,26E-23 4,83E-21 5,68E-01 — 0,5 9,00E-25 4,69E-23 5,63E-01 — 0,4 8,74E-27 4,56E-25 5,58E-01 — 0,3 8,49E-29 4,43E-27 5,52E-01 — 0,2 8,24E-31 4,30E-29 5,43E-01 — 0,1 7,93E-33 4,14E-31 5,28E-01 — 0,07 1,92E-33 9,99E-32 5,20E-01 — 0,06 1,18E-33 6,14E-32 5,17E-01 — 0,05 7,11E-34 3,71E-32 5,13E-01 — 0,04 4,19E-34 2,18E-32 5,08E-01 — 0,03 2,35E-34 1,22E-32 5,02E-01 — 0,02 1,19E-34 6,19E-33 4,93E-01 — 0,01 4,58E-35 2,39E-33 4,78E-01 — 0,001 3,69E-36 1,92E-34 4,28E-01 — 0 0 0 0 0 -0,001 -3,52E-36 -1,84E-34 — -1,43E-03 -0,01 -2,88E-35 -1,50E-33 — -1,43E-02 -0,02 -4,70E-35 -2,45E-33 — -2,86E-02 -0,05 -7,01E-35 -3,66E-33 — -7,14E-02 -0,06 -7,29E-35 -3,80E-33 — -8,57E-02 -0,1 -7,70E-35 -4,02E-33   -1,43E-01 -2 -7,78E-35 -4,06E-33 — -2,86E+00 -4 -7,78E-35 -4,06E-33 — -5,71E+00 -6 -7,78E-35 -4,06E-33 — -8,57E+00 -8 -7,78E-35 -4,06E-33 — -1,14E+01 10 -7,78E-35 -4,06E-33 — -1,43E+01 4. Grafikai (1, 2, 3, 4, 5 pav.): 5. Išvados: Didėjant temperatūrai, srovės tekančios per pn sandūrą stipris mažėja. Ši priklausomybė tinka ir tiesioginei ir atgalinei srovei. Tai akivaizdžiai matyti 1 pav., kadangi T2>T1. Iš 2pav. matyti, kad didėjant pn sandūros plotui (S1N2), per pn sandūra tekančios srovės stipris taip pat didėja (3pav.). Iš 4 pav. matyti, kad per pn sandūrą, sudarytą iš InP, teka stipresnė srovė nei per pn sandūrą, sudarytą iš GaAs. Kaip matyti iš 5 pav. realios ir idealios pn sandūrų VACH skiriasi. Per realią pn sandūrą teka daug stipresnė atgalinė srovė, nei per idealią. Per idealią pn sandūrą teka stipresnė tiesioginė srovė nei per realią. Literatūra: 1. S. Štaras, A.Geižutis, Š. Paulikas „Elektronikos pagrindai“, Vilnius, „Technika“, 2002; 2. S. Štaras „Puslaidininkinės ir funkcinės elektronikos įtaisai“, Vilnius „Technika“ 2005; 3. S. Štaras, R. Kirvaitis. „Mikroelektronikos pagrindai“, Vilnius 1995; 4. Vilniaus inžinerinis statybos institutas. „Konstravimo, technologijos ir mikroelektronikos fizikiniai pagrindai“, Vilnius 1985.

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!