2.5 Содержание отчета
Отчет должен содержать
результаты вычислений и графические зависимости в соответствии с пунктами 4.3-4.6
выводы к проведенным исследованиям
решение ключевых задач 2 и 3 из пункта 2.3.
W P N P Б Э К Р P UЗИ UСИнас
Работа №3
Модели полупроводниковых диодов
3.1 Цель работы
Изучить основные физические модели p-n переходов, находящихся в равновесном состоянии и при электрическом смещении, а так же модели ВАХ диодов, соответствующие различным процессам (генерация-рекомбинация в ОПЗ, высокий уровень инжекции, явление пробоя) в зависимости от учитываемых параметров в схемотехнической модели диода для программы PSPICE в режиме работы на постоянном токе (DC режим).
3.2 Подготовка к работе
3.2.1 Изучить следующие вопросы курса:
Модели неравновесных процессов в полупроводниках
Процессы генерации-рекомбинации в полупроводниках.
Неравновесные носители. Процессы инжекции и экстракции.
Малый уровень инжекции.
Модели тепловой и оптической генерации.
Модель тепловая рекомбинации для прямозонных процессов.
Скорости генерации-рекомбинации и времена жизни электронов и дырок при тепловом равновесии.
Модель времени жизни при прямозонных процессах.
Физический смысл времени жизни.
Модель обобщенного времени жизни.
Учет в генерационно-рекомбинационных моделях времени жизни поверхностной рекомбинации.
Понятие о процессах тепловой генерации-рекомбинации через локальные уровни в запрещенной зоне (процессы Шокли-Рида-Холла).
Определение времени жизни и скорости рекомбинации по Шокли-Риду-Холлу.
Диффузионная длина носителей заряда.
Основные физические одномерные модели резких p-n переходов
Конструктивная структура реального диода и ее идеализация.
Полная одномерная стационарная модель диода.
Региональный метод моделирования диодов
Модель положения границ запирающего слоя.
Модель контактной разности потенциалов
Модель для концентрации неосновных носителей на границе ОПЗ.
Диоды с длинной и короткой базой. Модели распределения неосновных носителей.
Модель тока насыщения в модели ВАХ идеального диода (модель Шокли).
Физическая схемотехническая модель реального диода (для программы pspice)
Моделирование токов генерации в ОПЗ при обратном смещении диода
Моделирование токов рекомбинации в ОПЗ при прямом смещении диода.
Моделирование высокого уровня инжекции;
Модель ВАХ диода с учетом сопротивлений базы и утечки.
Модели пробоя плоского p-n перехода
Модели пробоя p-n перехода с учетом его кривизны.
Рекомендуемая учебно-методическая литература
Основная:
Петров К.С. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника. —// М., Питер, 2003, стр. 93-103,.173-190
Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника. Учебное пособие для вузов. Под ред. Н.Д. Федорова, —// М., Радио и связь 1998, стр.28-58
Разевиг В.Д. Система схемотехнического моделирования и проектирования печатных плат. Design Center (Pspice).—// М.,СК пресс, 1996, стр.94-95
Терехов В.А. Задачник по электронным приборам. —//М., Энергоатомиздат, 1983, 2-е изд. стр.116-147
Калинин С.В. МУ по курсу «Физические основы электроники» — // Новосибирск, СибГУТИ, 2004;
Конспект лекций.
Дополнительная литература
Степаненко И.П. Основы микроэлектроники — // 2 издание, М., Лаборатория Базовых Знаний, 2000, стр.72-89
Massobrio G., Antognetti P. Semiconductor device modeling with SPICE/ — McGraw-Hill, 2nd ed. , N.Y.,1993, pp.1-43
Росадо Л. Физическая электроника и микроэлектроника—// М., Высшая школа 1991, стр.93-116;
Антипов Б.Л., Сорокин В.С., Терехов В.А. Материалы электронной техники. Задачи и вопросы.— // М., Высшая школа, 1990, стр. 65—67
Маллер Р., Кейминс Т. Элементы интегральных схем // М., Мир, 1989, стр.210-324;
Пасынков В.В., Чиркин Л.К., Шинков А.Д. Полупроводниковые приборы — //М., Высшая школа, 1987, стр.17-20, 76-138.
Линч П., Николайдес А. Задачи по физической электронике (с решениями и комментариями) —// М., Мир 1975, стр. 151-181
.