- •Аннотация
- •Содержание
- •Введение
- •1. Теоретическая часть
- •1.1 Выбор материала диода и типа проводимости исходного кристалла
- •1.2 Определение удельного сопротивления исходного кристалла
- •1.3 Расчет геометрических размеров слоев выпрямительного элемента
- •1.4 Расчет диаметра выпрямительного элемента и выбор конструкции корпуса диода
- •1.5 Проверка соответствия расчетных и заданных значений основных параметров диода и корректировка расчетов
- •2. Рассчетная часть
- •2.1 Расчет удельного сопротивления исходного кристалла
- •2.2 Расчет геометрических размеров слоев выпрямительного элемента
- •2.3 Расчет диаметра выпрямительного элемента и выбор конструкции корпуса диода
- •2.4 Проверка соответствия расчетных и заданных значений основных параметров диода и корректировка расчетов
- •Заключение
- •Список использованных источников
2.4 Проверка соответствия расчетных и заданных значений основных параметров диода и корректировка расчетов
Сначала проведем проверку по импульсному прямому падению напряжения UFM. Для нахождения UFM при выбранном dB = 16 мм рассчитываем активную площадь структуры по (1.4.5):
Sакт = = ∙ =2,65
Затем определим максимальное значение плотности тока в прямом направлении по (1.5.1):
jFM = = = 178,0387108A/
Далее по (1.4.7) находим UFM и сразу же учтем падение напряжения на омических контактах равное 0.05 В.
= ln + exp() + 6∙(-50) + 0.05 = ln + 1.5∙∙exp( + 6∙(200-50)∙∙+ 0.05 = 1,21B
Полученное значение UFM = 1,21 В, что меньше заданного.
Теперь рассчитаем значение повторяющегося импульсного обратного тока IRRM по (1.5.2), где учтем только IS (1.5.3) и Ig (1.5.7), но сначала рассчитаем входящие в них температурно-зависимые параметры при Tjm = 190°C.
(T) = 3.87∙exp() = 3.87∙exp() = 1.016∙
(T) = (300K)∙( = 3,51∙ = 6,724073829мкс
Tn = T/300 = (190+273)/300 = 1.54
(T) = 54.3∙ + = 54.3∙ + = 187,65см2/(Вс).
= μp = ∙187,65= 7.49 см2/с.
= = = 0,007098374
Так как структура нашего выпрямительного элемента p+- n то электронной составляющей в (1.5.3) можно пренебречь тогда:
= = = 0,01654А/см2.
Для определения тока термогенерации Ig по (1.5.7) найдем сначала ширину области объемного заряда при повторяющемся импульсном обратном напряжении l(URRM) по (1.5.8):
L = 1.07λ + = 1.07∙8∙+ = 135,17мкм.
Так как расширение области объемного заряда в базу ограничивается сильнолегированной n+ то после определения l следует вычислить распространение области объемного заряда в базовые области по (1.5.10)-(1.5.11):
ln = λln = 8∙ln = 112,5546282мкм.
= l- = 135,17-112,5546282= 22,61681935мкм.
И если так как ln=112,5546282 мкм при напряжении URRM меньше dn=150 мкм (см. рисунок 1.4.1), то ширину области объемного заряда следует найти по (1.5.12).
I() = ()+ = 22,61681935+100 = 122,6168194 мкм.
Зная l(URRM) рассчитаем jg:
= ∙l() = ∙122,62∙ = 0,014823498 А/см2.
После определения плотностей тока насыщения и генерационного тока рассчитаем повторяющийся импульсный обратный ток диода по (1/5.14), для чего рассчитаем площадь большего омического контакта по (1/5.15):
S = = = 2,5434см2.
Тогда:
IRRM = ()∙S = (0,016542149+0,014823498)∙ 2,5434= 0,069775388А
Найденное значение IRRM меньше заданного, следовательно, расчет верен.
Заключение
В данном курсовом проекте был рассчитан выпрямительный диффузионный диод со следующими параметрами:
повторяющееся импульсное обратное напряжение: URRM = 1300 B,
максимально допустимый прямой ток: IFAV = 150 A,
обратный допустимый ток IRRM ≤ 69 мА,
прямое падение напряжения UFM ≤ 1,5 В,
концентрация легирующей примеси в исходном кристалле Nd = 1.054 1014,
удельное сопротивление исходного кристалла = 10 Омсм,
толщина структуры W = 200 мкм,
глубина залегания p - n-перехода xj = 50 мкм,
параметры диффузии Dt = 210-6 см-2,
диаметр выпрямительного элемента dВ = 18 мм,
угол обратной фаски = 40°,
максимальная температура корпуса TC = 165,77°C.
Конструкция корпуса диода - штыревая с паяными контактами