Контрольная работа по дисциплине «физические основы электроники»




Скачать 64.66 Kb.
НазваниеКонтрольная работа по дисциплине «физические основы электроники»
Дата конвертации06.12.2012
Размер64.66 Kb.
ТипКонтрольная работа





МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МАРИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ


Кафедра конструирования и

производства радиоаппаратуры


ОСНОВЫ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА И МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ


КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО

ДИСЦИПЛИНЕ «ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ »


Выполнил: студент гр. ЗРРТ-21У Разгулин О.Л.


Принял: доцент Игумнов В.Н.


Йошкар-Ола

2006
СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ 3


РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 4


ЗАКЛЮЧЕНИЕ 8


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 9


ВВЕДЕНИЕ


Целью данной работы является изучение процессов, происходящих в полупроводниках , определение параметров p – n перехода при заданных начальных условиях, умение определять электрические параметры полупроводниковых элементов с помощью математических расчетов.

Знания и полученные навыки расчетов полупроводниковых элементов могут быть применены в процессе как проектирования и производства радиоаппаратуры ,так и при проведении лабораторных исследований.


РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ


1.Определить ширину p-n перехода в кремнии при температуре 300К, если концентрации примеси равны. Для расчета использовать модель резкого p-n – перехода. Примесь полностью ионизирована. Напряжение на переходе U=0,2В;концентрация примеси N=3,5 ‏‏•1021м-3.


1.1. Для определения ширины p-n перехода необходимо знать концентрацию собственных носителей в полупроводнике и контактную разность потенциалов:





где mn= 9,828•10-31кг, mр= 5,096•10-31кг – эффективная масса электрона и дырки;

k =8,6•10-5эВ/К - постоянная Больцмана;

h=6,62•10-34Дж с – постоянная Планка;

Т – температура перехода;

Еg=1,11эВ – ширина запрещенной зоны.





Контактная разность потенциалов:





где nn=pp=N – концентрация основных носителей в полупроводнике,

k=1,38•10-23Дж/К – постоянная Больцмана,

е=1,6•10-19Кл – заряд электрона.


Концентрация неосновных носителей:





1.2.Определим ширину перехода:





где ε0=8,85•10-12Ф/м – диэлектрическая постоянная,

ε=11,8 – диэлектрическая проницаемость кремния,

nn,pp,pn – концентрации носителей в полупроводнике.


2. По условиям задания 1 определить силу тока, протекающего через переход площадью 2 мм2. Диффузионная длина электронов и дырок L=0,1 мм, время жизни носителей τ=0,2мс.


2.1. Найдем ток, протекающий через переход в прямом направлении, используя формулу 8.74.[1]:







L – диффузионная длина носителей;

τ - время жизни носителей;

k=1,38•10-23Дж/К – постоянная Больцмана.


3. Определить максимальную напряженность диффузионного поля перехода, если концентрации примесей равны и составляют N=8•1021м-3, материал – арсенид галлия(Еg=1,43эВ).


3.1.Чтобы определить напряженность поля необходимо знать ширину перехода, которую находим аналогично п.1:

















3.2. Определим максимальную напряженность электрического поля:





4. По условиям задания 3 определить барьерную емкость перехода, площадь перехода 1 мм2,приложенное напряжение +0,5В.


4.1. Определим ширину перехода при U=0,5В:





4.2. Вычислим барьерную емкость перехода:





5. По условиям задания 3 построить силы тока, протекающего через переход от температуры при напряжении 0,7В. Площадь перехода 0,5 мм2, диффузионная длина электронов и дырок 0,1 мм. Время жизни носителей 0,2 мс. Интервал температур 300…400К.


5.1.Определим концентрацию неосновных носителей в полупроводнике(п.3.1.):




5.2. Вычислим силу тока через переход:





Таблица 1

Температура,К

300

310

320

330

340

350

360

370

380

390

400

Сила тока,А

2,93

1,19

0,54

0,24

0,12

0,06

0,03

0,018

0,01

0,006

0,0037







Рис.1


ЗАКЛЮЧЕНИЕ


В ходе выполнения работы произведен расчет параметров p – n перехода при различных концентрациях примеси и приложенном напряжении. Построен график зависимости силы тока через переход от температуры перехода.

Полученные результаты соответствуют теоретическим выкладкам, приведенным в технической литературе.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


1.Епифанов Г.И. Физические основы микроэлектроники. М., «Советское радио», 1971, с.386.

2. Основы физики твердого тела и микроэлектроники: Методические указания по выполнению практических работ /Сост. В.Н.Игумнов.-Йошкар-Ола :МарГТУ,1998.-28с.


Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Контрольная работа по дисциплине «физические основы электроники» icon«Физические основы электроники» Авторы: Борисов А. В., Попов Н. В., Шауэрман А. А
Программно аппаратный комплекс для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Физические основы электроники». Методические указания...

Контрольная работа по дисциплине «физические основы электроники» iconУчебно-методический комплекс дисциплины «Физические основы квантовой электроники»
Проектирование учебного процесса по учебной дисциплине «Физические основы квантовой электроники» (фокэ) (6 семестр)

Контрольная работа по дисциплине «физические основы электроники» iconКурсоавая работа по дисциплине: «Физические основы микроэлектроники» Тема: Физические основы работы светоизлучающих диодов
Необходимость дальнейшего освоения оптического диапазона и перенесение на него хорошо развитых в настоящее время методов радиофизики,...

Контрольная работа по дисциплине «физические основы электроники» iconМетодические указания к выполнению расчетно-графической работы по дисциплине «физические основы электроники»
Расчет однофазного стабилизированного источника питания : методические указания к выполнению расчетно-графической работы по дисциплине...

Контрольная работа по дисциплине «физические основы электроники» iconПрограмма учебной дисциплинЫ «физические основы электроники»
«Физические основы электроники» относятся к базовым дисциплинам математического и естественнонаучного цикла Б2 основной образовательной...

Контрольная работа по дисциплине «физические основы электроники» iconКонтрольная работа по дисциплине «физические основы электроники»
Определить ширину p-n перехода в кремнии при температуре 300К, если концентрации примеси равны. Для расчета использовать модель резкого...

Контрольная работа по дисциплине «физические основы электроники» iconРабочая программа учебной дисциплинЫ «физические основы электроники»
«Физические основы электроники» относятся к базовым дисциплинам математического и естественнонаучного цикла Б2 основной образовательной...

Контрольная работа по дисциплине «физические основы электроники» iconФизические основы электроники практикум
«Физические основы электроники», разделы «Полупроводниковые диоды», «Полевые транзисторы», «Биполярные транзисторы», даны указания...

Контрольная работа по дисциплине «физические основы электроники» iconРабочая программа учебной дисциплины «физические основы электроники»
Цель дисциплины «физические основы электроники» направления подготовки бакалавра 200100. 62 электроника и наноэлектроника профиль...

Контрольная работа по дисциплине «физические основы электроники» iconРейтинг-план По дисциплине Физические основы электротехники и электроники Самостоятельная работа
Основные понятия: напряжение, ток, сопротивление, мощность в электрических цепях


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница