Методические рекомендации оформления курсовой работы
по дисциплине «Физические основы электроники»
«Свойства проводников, расчет характеристик перехода»
Исходные данные:
1. Варианты:
2. Физические и математические постоянные: 1) Постоянная Планка 2) Элементарный заряд 3) Масса покоя электрона 4) Постоянная Больцмана 5) Число Пи 6) Экспонента 7) Электрическая постоянная
Задания: 1. Рассчитать температурную зависимость концентрации равновесных носителей заряда в собственном проводнике.
а) Получить расчетную формулу с использованием численных данных вашего варианта;
Исходные формулы:
Получение расчетной формулы:
Подставив исходные данные, получаем формулу:
б) Результаты расчетов представить в таблице 1.
Таблица 1. Концентрация равновесных носителей заряда в собственном полупроводнике
в) Построить график 1 зависимости равновесной конфигурации носителей тока от температуры в координатах ;
г) Проверить правильность построения графика, выполнив обратную задачу: используя значение , найти ширину запрещенной зоны полупроводника , сравнить с исходным значением . Найти погрешность ; = ln/ (1/Т)
2. Рассчитать температурную зависимость уровня Ферми в собственном полупроводнике. За начало отсчета принять
Расчетная формула:
а) Результаты расчетов представить в таблице 2 Таблица 2 Зависимость в собственном полупроводнике
б) Построить график 2 «Зависимость в собственном полупроводнике»;
3. Рассчитать температуры ионизации донорной примеси и ионизации основного вещества в полупроводнике типа методом последовательных приближений. В качестве начальных температур использовать значения = 400 , = 50 . Расчетные формулы: -температура ионизации доноров
Для удобства расчетов формул для и представить в виде: =А1* , =А2* А2,А -числовые значения Величины выразить в Джоулях; , ,N d в .
Результаты расчетов представить в виде таблиц 3,4 Таблица 3 Расчет температуры для донорного полупроводника. Таблица 4 Расчет температуры для донорного полупроводника.
Расчеты провести с точностью до 0,1 К;
4. Рассчитать температуру ионизации и в акцепторном полупроводнике методом последовательных приближений. Расчеты аналогичны расчетам в п. 3, результаты представить в виде таблицы 5,6 (аналогичных табл. 4 и 5); Расчетные формулы:
5. Рассчитать температурную зависимость положения уровня Ферми в донорном полупроводнике. а) Для низкотемпературной области величину принять равным нулю: .
Результаты расчетов представить в виде таблицы 7. Таблица 7. Зависимость в донорном полупроводнике (область низких температур).
и в виде графика 3 «Зависимость для полупроводника типа в области низких температур».
б) Для низкотемпературной области найти положение максимума зависимости , т.е. вычислить и . Точку максимума указать на графике 3. ,
в) Для области средних температур ( ), результаты расчетов представить в виде таблицы 8.
Таблица 8 Зависимость ЕF(Т) в донорном полупроводнике (область средних температур).
г) В области высоких температур рассчитать 4 значения см. табл. 9.
Таблица 9 Зависимость ЕF(Т) в донорном полупроводнике (область высоких температур).
д) построить график 4 «Температурная зависимость ЕF для донорной примеси по полученным точкам»;
6. Рассчитать критическую концентрацию вырождения донорной примеси; ,где А вычисляется по формуле
7. Рассчитать равновесную концентрацию основных и неосновных носителей тока в и областях перехода при температуре 300 . Полагая, что примесь полностью ионизирована, считать и равным концентрации соответствующей примеси. Концентрацию неосновных носителей найти из закона действующих масс в и перевести в Расчетные формулы
8. Найти высоту потенциального барьера равновесного перехода и контактную разность потенциалов при 300 ; Расчетная формула:
9. Найти положение уровней Ферми в и областях относительно потолка зоны проводимости и дна валентной зоны соответственно ( 300 ). Расчетные формулы:
10. Найти толщину перехода в равновесном состоянии ( 300 ); Расчетная формула:
11. Определить толщину пространственного заряда в и областях;
12. Построить в масштабе график 5 «Энергетическая диаграмма перехода в равновесном состоянии »;
13. Найти максимальную напряженность электростатического поля в равновесном переходе. Построить график 6 «Зависимость напряженности электростатического поля от расстояния в p-n-переходе»;
(график «Зависимость напряженности электростатического поля от расстояния в p-n переходе» см. рисунок в) 14. Найти падение потенциала в и областях пространственного заряда перехода. Проверить справедливость равенства ;
15. Построить график 6 «Зависимость потенциала в и областях от расстояния». Задать 5 значений через равные интервалы и вычислить 5 значений . Задать 5 значений через равные интервалы и вычислить 5 значений . Результаты вычислений привести в таблице 10.
(см. рисунок б)
Таблица 10 Зависимости в области p-n перехода.
Используя значение из таблицы 9 и и из n.14 построить график 6;
16. Вычислить барьерную емкость перехода расчете на для трех случаев: а) равновесное состояние перехода; б) при обратном смещении ; в) при прямом смещении . Сравнить полученные значения, сформулировать вывод;
17. Вычислить коэффициенты диффузии для электронов и дырок (в ) и диффузионную длину для электронов и дырок (в ) при ;
18. Вычислить электропроводность и удельное сопротивление собственного полупроводника, полупроводников и типа при ;
19. Определить величину плотности обратного тока перехода при в ; 20. Построить обратную ветвь ВАХ перехода, . Результаты расчетов привести в таблице 10. По данным таблицы 10 построить график 7 «Обратная ветвь ВАХ перехода»; Таблица 10 Обратная ветвь ВАХ перехода, .
21. Построить прямую ветвь ВАХ перехода, .Результаты расчетов привести в таблице 11.
Таблица 11 Прямая ветвь ВАХ p-n-перехода, Т =300К.
По данным таблицы 11 построить график 8 «Прямая ветвь ВАХ перехода»;
22. Вычислить отношение и при . Сформулировать вывод.
Популярное: Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (294)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |