Создан заказ №2627956
15 января 2018
Записать условие электрической нейтральности для областей эмиттера и базы а так же для всей системы в состоянии равновесия
Как заказчик описал требования к работе:
Второй вариант нужен , задача номер 1 (12 примеров ) и задача номер 2 (5 заданий ) с полным решением и графиками , как можно скорее
Фрагмент выполненной работы:
Записать условие электрической нейтральности для областей эмиттера и базы, а так же для всей системы в состоянии равновесия.
8. Приложить к заданному p-n – переходу сначала прямое, потом обратное напряжение и на одном графике построить вольтамперные характеристики (ВАХ) для двух значений температур t2 и t1 (см п.5). Пояснить влияние температуры на прямую и обратную ветви ВАХ
9. Начертить зонные диаграммы в равновесном состоянии, а так же при прямом и обратном напряжении.
10. (работа была выполнена специалистами author24.ru) Рассчитать вольт-фарадные характеристики для барьерной Сбар. и диффузной Сдиф. емкостей.
11. Рассчитать R0 сопротивление постоянному току и rдиф. переменному току на прямой ветви в точке, соответствующей Iпр=10 мА, и обратной ветви в точке, соответствующей U= 1 В. По результатам расчета сделать вывод о самом важном свойстве p-n – перехода.
12. Начертить малосигнальную электрическую модель заданного p-n – перехода для двух точек (из п.11).
Решение:
Дано:
S=0,1 см2; Io= 2·10-6A; Δt=35; p-n – переход.
1. Материал (Si или Ge), из которого выполнен переход можно определить по I0 (току неосновных носителей). Концентрация неосновных носителей пропорциональна ni2:
для полупроводника n-типа:
nn∙pn=ni2,
где ni2 зависит от ширины запрещенной зоны:
ni2=NC∙NVexp-∆E0kT,
где E0 – ширина запрещенной зоны полупроводника; NC, NV – эффективные плотности состояний в зоне проводимости и в валентной зоне полупроводника соответственно.
Ширина запрещённой зоны кремния больше чем у германия (Ge=0,66 эВ, Si=1,12 эВ), поэтому ток I0 у кремния меньше чем I0 у германия.
В Si I0 измеряется в нА, а в Ge – в мкА.
В условии задачи ток I0=2·10-6A (т.е. 2 мкА) – следовательно, материал перехода германий.
2. Тип и концентрация не основных носителей заряда в базе:
Согласно определению эмиттер – низкоомная область, а база – высокоомная область p-n перехода. В нашем случае эмиттером является область p, т.к. это область с высокой концентрацией примесей и, как следствие, низким сопротивлением. Соответственно базой будет область n.
В области n основными носителями заряда являются электроны, не основными – дырки. Концентрацию неосновных носителей (pn0) можно определить, используя формулу:
I0=S∙qDpLp∙pn0+qDnLn∙np0,
где S – площадь перехода; Dp, Dn – коэффициент диффузии неосновных носителей заряда, соответственно дырок в n-области перехода и электронов в p-области; pn0, np0 – концентрация неосновных носителей (концентрация дырок в области n и электронов в области p соответственно); Lp, Ln – диффузные длинны неосновных носителей заряда.
Величиной np0 можно пренебречь, т.к. концентрация электронов в области p крайне мала в сравнении с концентрацией дырок в области n. Тогда:
I0=S∙qDpLp∙pn0+qDnLn∙np0=S∙qDpLp∙pn0=> pn0=I0S∙qDpLp=I0∙LpS∙qDp .
Диффузная длинна и коэффициент диффузии связаны соотношением:
Lp,n=Dp,nτp,n,
где τp,n - время жизни дырок и электронов (в расчетах можно считать τp,n=1 мкс). Согласно соотношению Эйнштейна,
Dp,n=φT∙μp,n,
где φT=kTq - температурный потенциал. При комнатной температуре φT=0,026 В, k-постоянная Больцмана, q-заряд электрона, T-абсолютная температура (Тк=300К); μp,n – подвижность дырок и электронов соответственно.
Подвижность дырок в германие: μp=1900 см2/В∙С
Тогда:
Dp=φT∙μp=1,38∙10-23∙300∙19001,6∙10-19 =49,162 см2/с ,
Lp=Dpτp=49,162∙10-6=7,012∙10-3 см ,
pn0=I0∙LpS∙qDp=1∙10-6∙7,012∙10-30,1 ∙1,6∙10-19∙49,162=0,7012∙10-87,866∙10-19=0,89∙1010 см-3 .
3. Тип и концентрация примеси, а так же тип и концентрация основных носителей заряда в базе:
Для диапазона температур, в котором находятся p-n-переходы концентрация основных носителей практически равна концентрации атомов примеси, т.е. в «электронном» полупроводнике «n» - типа концентрация электронов n равна концентрации атомов донорной примеси Nдон:
nn=Nдон .
Концентрация неосновных носителей определяется из закона термодинамического равновесия:
nn∙pn=ni2 .
Вычислим значение ni2:
ni2=NC∙NVexp-∆E0kT,
где - E0 – ширина запрещенной зоны полупроводника (для Ge ∆E0=0,66 эВ); NC,– эффективная плотность состояний в зоне проводимости полупроводника (для Ge Nc=1,04·1019 cм-3); NV – эффективная плотность состояний в валентной зоне полупроводника (для Ge Nv=6,1·1018 cм-3); k – постоянная Больцмана k=8,62·10-5 ЭВ/К;
T – температура. Примем T=300 K.
Вычислим:
ni2=NC∙NVexp-∆E0kT=1,04·1019∙6,1·1018∙e-0,66 8,62·10-5∙300=6,344∙1037∙e-25,522=6,344∙1037∙8,24∙10-12=5,227∙1026 см-6 .
Тогда:
nn∙pn=ni2 => nn=ni2pn=5,227∙10260,89∙1010=5,873∙1016 см-3=Nдон.
Таким образом, тип и концентрация примеси Nдон равно типу и концентрации основных носителей заряда в базе nn и равно:
Nдон=nn=5,873∙1016 см-3 .
4. Тип и концентрация основных и не основных носителей заряда в эмиттере, а так же тип и концентрация примеси, внесённой в область эмиттера:
Основными носителями заряда в эмиттере (p+) являются дырки, а не основными – электроны. Примесь, внесенная в эмиттер, будет акцепторной. При расчете концентрации следует считать, что в область эмиттера внесено примеси на несколько порядков больше, чем в область базы, исходя из следующих возможных значений: Nприм=(1013÷1018) см-3...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
200 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
16 января 2018
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Записать условие электрической нейтральности для областей эмиттера и базы а так же для всей системы в состоянии равновесия.docx
2018-01-19 15:45
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
4
Положительно
ОДИН ИЗ САМЫХ БЫСТРЫХ РАБОТ ОЧЕНЬ БЫСТРО СДЕЛАЛ НЕ УСПЕЛ ДОПИТЬ ЧАЙ А УЖЕ ВСЕ ГОТОВА ВСЕ СОВЕТУЮ ПРОФЕССИОНАЛ СВОЕГО ДЕЛА СОВЕТУЮ ВСЕМ
Хочешь такую же работу?
300 ₽
