3.4 Задание к выполняемой работе

3.4.1 Выбор варианта

В соответствии с таблицей 3.1 и указаниями преподавателя выбрать вариант исходных данных для работы.

Таблица 3.1 варианты исходных данных

№ варианта	Полупроводник	Концентрация легирующей примеси в эмиттере Nэ(см-3)	Концентрация легирующей примеси в базе NБ (см-3)	Геометрические размеры резистора ( мкм)	Сечение захвата (см-2)
1	Германий	110+18	210+15	LБАЗЫ=10 LЭМИТ=2 W=500 H=200	210-16
2	Германий	210+17	810+14	LБАЗЫ=10 LЭМИТ=2 W=600 H=400	210-15
3	Германий	110+18	210+14	LБАЗЫ=10 LЭМИТ=1 W=500 H=300	410-16
4	Германий	810+17	410+15	LБАЗЫ=10 LЭМИТ=1 W=500 H=200	110-16
5	Кремний	410+16	110+15	LБАЗЫ=8 LЭМИТ=2 W=700 H=200	210-16
6	Кремний	210+17	810+14	LБАЗЫ=8 LЭМИТ=2 W=500 H=300	210-15
7	Кремний	610+17	110+14	LБАЗЫ=9 LЭМИТ=3 W=400 H=200	410-16
8	Кремний	210+15	110+15	LБАЗЫ=9 LЭМИТ=3 W=500 H=250	110-16

P.S Варианты 9-16 получаются из вариантов 1-8 путем перехода от p-n к n-p структурам

Часть 1

3.4.2 На PC (персональном компьютере) изучить правила работы

Изучить структуру листа Excel “Основные параметры материалов”

Все зеленые поля соответствуют входным данным, которые должны быть заполнены в соответствии с заданием. Желтые и голубые поля автоматически вычисляются в Excel.

3.4.3 Подготовить исходные данные для выполнения работы

Для этого необходимо в соответствии с исходными данными варианта задания в листе Excel “Основные параметры материалов”:

1. выбрать нужный тип полупроводника и легирующей примеси в базе и эмиттере;

2. в концентрационных таблицах установить значения N в базе и эмиттере;

3. задать типы основных и неосновных носителей в базе и эмиттере;

4. по графикам концентрационной зависимости подвижностей от концентрации при 300 К задать подвижности основных и неосновных носителей для трех концентрационных значений;

5. задать геометрические размеры диода.

6. установить требуемое сечение захвата и комнатную температуру 300К

3.4.4 Исследовать зависимость времени жизни от концентрации легирующей примеси.

1. записать модель времени жизни для выбранного материала и определить ее входные параметры;

2. найти значения времен жизни неосновных носителей при различных температурах, заполнить таблицу:

		Nmin	N	Nmax
Эмиттер	 (сек) при 300К
Эмиттер	 (сек) при 400К
Эмиттер	 (сек) при 500К
База	 (сек) при 300К
База	 (сек) при 400К
База	 (сек) при 500К

3. построить семейство концентрационных графиков времени жизни неосновных носителей с температурой в качестве параметра

4. как влияет смена типа материала на время жизни неосновных носителей?

5. насколько процентов изменится время жизни неосновных носителей в базе при фиксированных N и температуре T=300К, если сечение захвата увеличится на 1%?

6. сделать выводы

3.4.5 Исследовать свойства диффузионной длины неосновных носителей

1. записать модель диффузионной длины и определить ее входные параметры;

2. найти значения диффузионной длины неосновных носителей при различных температурах, заполнить таблицу:

		Nmin	N	Nmax
Эмиттер	L (см) при 300К
Эмиттер	L (см) при 400К
Эмиттер	L (см) при 500К
База	L (см) при 300К
База	L (см) при 400К
База	L (см) при 500К

3. построить семейство концентрационных графиков диффузионной длины неосновных носителей с температурой в качестве параметра

4. диод с какой базой (длинной или короткой) рассматривается в вашем варианте?

5. как влияет смена типа материала на диффузионную длину неосновных носителей в эмиттере?

6. насколько процентов изменится диффузионная длина неосновных носителей в базе при фиксированных N и температуре T=300К, если сечение захвата увеличится на 1%?

7. сделать выводы

3.4.6 Исследовать модель тока насыщения Is идеального диода в модели Шокли

1. записать модель тока насыщения Is для ВАХ идеального диода в модели Шокли и определить ее входные параметры

2. найти значения тока насыщения Is при различных температурах, заполнить таблицу:

   	Nmin	N	Nmax
   Isбазы при 300К
   Isэмиттера при 300К
   Isпри 300К
   Isпри 350К
   Isпри 400К

3. построить семейство температурной зависимости тока насыщения Is с концентрациями в базе и эмиттере в качестве параметра;

4. насколько процентов изменится ток насыщения Is при фиксированных N в базе и эмиттере и температуре T=300К, если сечение захвата увеличится на 1%?

5. насколько процентов изменится ток насыщения Is при фиксированных N в базе и эмиттере и температуре T=300К, если площадь поперечного сечения увеличиться на 1%?

6. чувствительность по какому параметру — сечению захвата или площади поперечного сечения наивысшая?

7. сделать выводы

3.4.7 Исследовать модель контактной разности потенциалов

1. записать модель контактной разности потенциалов к и определить ее входные параметры

2. найти значения контактной разности потенциалов к при различных температурах, заполнить таблицу:

   Концентрация в базе	Nmin	N	Nmax
   кпри 300К
   кпри 350К
   кпри 400К

3. построить семейство температурной зависимости контактной разности потенциалов к с концентрацией в базе в качестве параметра;

4. как влияет смена типа материала на контактную разность потенциалов к?

5. сделать выводы

3.4.8 Исследовать модель толщины ОПЗ

1. записать модель толщины ОПЗ ( W) и определить ее входные параметры

2. найти значения толщины ОПЗ (W) при различных температурах для напряжения U=0, заполнить таблицу:

   	Nmin	N	Nmax
   Wбазы при 300К
   Wэмиттера при 300К
   Wпри 300К
   Wпри 350К
   Wпри 400К

3. построить семейство температурной зависимости толщины ОПЗ W с концентрацией в базе в качестве параметра;

4. приняв за ноль положение металлургической границы, графически изобразить положение границ ОПЗ для разных концентраций в базе и температуре;

5. как влияет смена типа материала на толщину ОПЗ ?

6. найти зависимость толщины ОПЗ при температуре T=300К от U при прямом и обратном смещениях напряжения на диоде, заполнить таблицу

   Напряжение (Вольт)		Nmin	N	Nmax
   Прямое	U1
   	U2
   	U3
   	U4
   	U5
   Обратное	U1
   	U2
   	U3
   	U4
   	U5

7. построить графики семейства зависимостей толщины ОПЗ W от напряжения с величиной концентрации легирования в базе в качестве параметра;

8. сделать выводы