Сборник задач по микрооптоэлектронике. Гуртов В.А - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПетрГУ | Петрозаводск

Составители: 

Рубрика: 

22
D
n
= 39 см
2
/с и D
p
= 16 см
2
/с, а диффузионную длину L по формуле
LD
τ
=⋅ (3.8)
L
n
= 0,31 см и L
p
= 0,063 см.
Плотность тока насыщения j
s
= 5,3·10
-11
А·см
-2
. Ток через диод равен
I (V = +0,5) = 0,13 мА и I (V = –0,5) = 5,3·10
-13
А.
3.11. Вычислим работу выхода из Ge и GaAs
g
0
2
E
χϕ
Φ= + + , учитывая, что
φ
0 Ge
= –0,16 эВ и φ
0 GaAs
= –0,53 эВ. К.р.п. φ
к
= 5,32 – 4,15 = 1,15 эВ.
Ширина области обеднения W в гетеропереходе равна
()
к b1 0 1 2
b
21b1 2b2
2 N
W
qN N N
ϕεεε
εε
=
+
, (3.9)
где N
b 1,2
и ε
1,2
– уровни легирования и диэлектрические проницаемости полу-
проводников. W
Ge
= W
GaAs
= 0,28 мкм. Разрыв зон можно рассчитать как
CGaAsGe
0,07эВE
χχ
∆= − = ,
V GaAs g GaAs Ge g Ge
()()0,84эВ
EE E
χχ
∆= + − + =
.
Ε
Εδ
∆
∆
Ε
c
v
F
nGe - pGaAs
Зонная диаграмма гетероперехода
3.12. Время нарастания обратного смещения t вычислим как отношение изме-
нения заряда барьерной емкости ∆Q к протекающему току I:
Q
t
I
∆
=
. Заряд
Q выразим через ширину ОПЗ W:
D
2
qN SW
Q
=
. Ширина областей обеднения
в p- и n-областях равны W
p
= W
n
(т.к. равны концентрации N
A
= N
D
) и рассчи-
тываются по формуле (3.4): W(0) = 1,23·10
-4
см, W(–10) = 5,29·10
-4
см. Заряды
соответственно равны Q(0) = 9,73·10
-11
Кл и Q(–10) = 4,23·10
-10
Кл, а время
нарастания t = 3,26·10
-7
с.
3.13. Емкость диода при обратном смещении является барьерной емкостью 
Dn = 39 см2/с и Dp = 16 см2/с, а диффузионную длину L по формуле
                                       L = D ⋅τ                                           (3.8)
Ln = 0,31 см и Lp = 0,063 см.
Плотность тока насыщения js = 5,3·10-11 А·см-2. Ток через диод равен
I (V = +0,5) = 0,13 мА и I (V = –0,5) = 5,3·10-13 А.
                                                                     Eg
3.11. Вычислим работу выхода из Ge и GaAs Φ = χ +                         + ϕ0 , учитывая, что
                                                                     2
φ0 Ge = –0,16 эВ и φ0 GaAs = –0,53 эВ. К.р.п. φк = 5,32 – 4,15 = 1,15 эВ.
Ширина области обеднения W в гетеропереходе равна
                                        2ϕк N b1ε 0ε1ε 2
                           W=                                    ,                        (3.9)
                                    qN b2 ( ε1 N b1 + ε 2 N b2 )
где Nb 1,2 и ε1,2 – уровни легирования и диэлектрические проницаемости полу-
проводников. WGe = WGaAs = 0,28 мкм. Разрыв зон можно рассчитать как
                            ∆EC = χ GaAs − χ Ge = 0, 07эВ ,
                ∆EV = ( χ GaAs + Eg GaAs ) − ( χ Ge + Eg Ge ) = 0,84 эВ .

                  δ   Ε

                              ∆Εc


                 F


                                            ∆Εv


                            nGe - pGaAs

Зонная диаграмма гетероперехода

3.12. Время нарастания обратного смещения t вычислим как отношение изме-
                                                                                   ∆Q
нения заряда барьерной емкости ∆Q к протекающему току I: t =                          . Заряд
                                                                                    I
                                              qN D SW
Q выразим через ширину ОПЗ W: Q =                     . Ширина областей обеднения
                                                 2
в p- и n-областях равны Wp = Wn (т.к. равны концентрации NA = ND) и рассчи-
тываются по формуле (3.4): W(0) = 1,23·10-4 см, W(–10) = 5,29·10-4 см. Заряды
соответственно равны Q(0) = 9,73·10-11 Кл и Q(–10) = 4,23·10-10 Кл, а время
нарастания t = 3,26·10-7 с.
3.13. Емкость диода при обратном смещении является барьерной емкостью



22

Страницы