Твердотельная электроника. Семинар №4. Граничные условия Шокли

Слайд 2

Граничные условия Шокли Уровень инжекции, >>1 – ВУИ (высокий) Для n+-p-перехода

Граничные условия Шокли

Уровень инжекции, >>1 – ВУИ (высокий) <<1 – НУИ

(низкий)

Для n+-p-перехода на границе ОПЗ->p-база

Для p+-n-перехода на границе ОПЗ->n-база

НУИ:

ВУИ:

Слайд 3

Граничные условия Шокли Также на границе с ОПЗ верно (в случае

Граничные условия Шокли

Также на границе с ОПЗ верно (в случае n+-p-перехода

с p-базой):
Δp= pp (0) - pp0 = pp(0) – Nб ;
Δn= np (0) - np0 = np (0) Δn = Δp
pp0 – равновесная концентрация дырок на правой границе ОПЗ
(примерно равна уровню легирования p-области)
np0 - равновесная концентрация электронов на правой границе ОПЗ
(примерно равна нулю)
Слайд 4

Граничные условия Шокли. Барьерная емкость p-n-перехода Задача 1: Дано: T=300К Резкий

Граничные условия Шокли. Барьерная емкость p-n-перехода

Задача 1: Дано:
T=300К
Резкий n+-p-переход
Nэ=1e18 см-3
Nб=1e15

см-3
Найти Fin, Fip

Задача 2: Дано:
Резкий n+-p-переход
Нарисовать прибор, указать контакты к эмиттеру и базе, выделить ОПЗ и нейтральные области, указать тип основных и неосновных носителей в областях

Основые носители: nn pp

Неосновые носители: pn np

Слайд 5

Граничные условия Шокли Задача 3: Дано: Резкий n+-p-переход Nб=1e15 см-3 Найти

Граничные условия Шокли

Задача 3: Дано:
Резкий n+-p-переход
Nб=1e15 см-3
Найти напряжение U при

котором уровень инжекции=1

Берем общую формулу граничных условий Шокли

Δp= pp (0) - pp0 = pp(0) – Nб ;
Δn= np (0) - np0 = np (0) Δn = Δp

Используя выражения:

Находим:

Слайд 6

Граничные условия Шокли Задача 4: Дано: Резкий n+-p-переход. Область p-типа. N=1e15

Граничные условия Шокли

Задача 4: Дано:
Резкий n+-p-переход. Область p-типа. N=1e15 см-3, W=10мкм,

Tau=1e-5c
U=+5*Fit, -5*Fit
Рассчитать и построить распределение неосновных носителей в области


Неосновные носители в p-области – электроны
Находим подвижность электронов:

3. Находим диффузионную длину неосновных носителей:

Значит область тонкая и распределение неосновных носителей будет линейное

Слайд 7

Граничные условия Шокли Рассчитываем граничные концентрации (считаем НУИ): Итоговые распределения неосновных

Граничные условия Шокли


Рассчитываем граничные концентрации
(считаем НУИ):

Итоговые распределения неосновных носителей

Как

из рисунка найти диффузионный ток диода?