Расчет параметров кремниевого диода

В формировании будущего специалиста по электронной технике наряду с фундаментальными дисциплинами значительная роль принадлежит курсу ‘Твердотельные приборы и устройства’. Он дает возможность изучить принципы функционирования твердотельных приборов, области их применения ; уяснить технологию производства и возможные конструкции.

Принцип действия твердотельных приборов основан на процесс в однородных и неоднородных структурах твердого тела.

Основное назначение приборов этой группы - преобразование электрических сигналов или электрической энергии одного вида в электрические сигналы или электрическую энергию другого вида.

К твердотельным приборам , работающим в самых разнообразных условиях , предъявляются чрезвычайно жесткие требования : эксплуатационная надежность , экономичность, устойчивость параметров в течение всего времени работы, взаимозаменяемость приборов прочность конструкции и возможно большую долговечность.

При проектировании полупроводниковых приборов и интегральных микросхем , широко используются методы и средства вычислительной техники . Применения ЭВМ не только сокращает затраты , но и способствует улучшению эксплутационных характеристик разрабатываемых изделий.

При проведении таких расчетов полупроводниковые приборы представляют моделями , которые с той или иной степенью точности соответствуют реальным приборам. Точность и долговечность машинных расчетов в значительной степени зависят от применяемых моделей, которые должны отражать свойства моделируемого элемента, зависимости его характеристик от электрических режимов работы, температуры и других внешних факторов. Кроме того, структура и математическое описание каждой модели должны быть возможно проще, поскольку они оказывают существенное влияние на машинное время, необходимое для анализа конкретных приборов и схем, и требуемый объем памяти ЭВМ.

Модели полупроводниковых приборов в зависимости от системы исходных параметров подразделяется на электрические, физико-топологические и технологические. В электрических моделях исходными данными являются электрические параметры (коэффициенты усиления, сопротивления и т.д.); в технологических- параметры технологических операций, используемых при изготовлении приборов ( время и температура диффузии, количество диффузанта и т.д.).

Модели полупроводниковых приборов классифицируются и по ряду других признаков: модели для малого и большого сигналов; модели ,справедливые в диапазоне температур; модели ,учитывающие изменения параметров приборов в результате воздействия внешних факторов и т.д.

Для представления электрической модели полупроводникового прибора могут использоваться различные способы: аналитический, графический, табличный, схемный, алгоритмический.

Аналитические электрические модели представляют собой уравнения ВАХ ,связывающие в явном виде токи и напряжения прибора. Зная геометрические и электрофизические параметры определенной полупроводниковой структуры, можно не проводить экспериментальную оценку ВАХ макета прибора на ее основе, а рассчитать их на ЭВМ с помощью математической модели. При этом можно легко оценить влияние на ВАХ тех или иных факторов или провести ее оптимизацию по тем или иным параметрам. Таким образом , с помощью ЭВМ проводится модельное макетирование приборов, вносятся необходимые изменения в модель и итерационно проводится повторный расчет до получения заданного результата. Такой анализ объекта путем замены его натурального макета математической моделью называется имитационным моделированием.

Алгоритмическая модель- запрограммированный алгоритм расчета токов и напряжений полупроводникового прибора путем численного решения нелинейных алгебраических и дифференциальных уравнений, описывающих электрические процессы в приборе, или анализа сложной эквивалентной схемы, уравнения которой формируются и решаются ЭВМ.

Структурная схема рассчитываемого диода рис.1.1

Рисунок 1.1- Структурная схема кремниевого диода

Исходные данные:

Nd =3*1015 cм-3 W=23 мкм Uпр=0.65 В а=18мкм

Na =7*1017 см-3 Lэфф =23мкм Uобр=0,4*Uпроб.

τn=8мкс

τp=8мкс

К элементам схемной модели для малых переменных сигналов в p-n переходе относятся такие элементы как: диффузионная Сдиф. и барьерная Сб емкости, радиус базы Rб.

. Расчет радиуса базы Rб.

Rб= (1.1)

Где rб-удельное сопротивление базы (rб=0,28….3,2 Ом*см );

W-ширина базы (W=23 мкм);

S- площадь p-n -перехода;

.1 Определим площадь p-n перехода:

S=pа2 1.2)

S=3.14*(18*10-4)2=1,018*10-5

.2 Вычислим удельное сопротивление базы ρб

(1.3)

σn-удельная проводимость

ρб= Ом*см

Из формулы 1.1 Rб соответственно равно: Rб==348.615 Ом

Прочтите также:

Технология сборки и монтажа блока питания
Под производственным процессом понимают совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонт выпускаемых изделий. Произв ...

Экспериментальная идентификация линейного динамического объекта методом корреляционных функций
Качественное управление техническими объектами невозможно без знания его свойств. Необходимая информация об этом может быть получена в процессе идентификации. Современные теоретиче ...

Четырехполюсники, электрические фильтры
Во второй части конспекта по Основам теории цепей (ОТЦ) кратко изложена теория четырехполюсников (4х-П) и более подробно изложена теория электрических фильтров. Анализ и синтез просте ...

Основные разделы

Copyright © 2008 - 2019 www.techmatch.ru