Сборник задач по микрооптоэлектронике. Гуртов В.А - 24 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПетрГУ | Петрозаводск

Составители: 

Рубрика: 

24
Учитывая соотношение Эйнштейна (3.7) выразим E
x
:
к
1(0)
(0)
x
x
kT dp kT p e kT
E
qpdx q p e q
α
α
α
α
−
−
⋅
=⋅⋅=⋅ =⋅
,
51
x
1,54 10 см
qE
kT
α
−
==⋅
.
У коллектора при x = x
б
, p(x
б
) = N
A
·exp(–αx) = 9,8·10
14
см
-3
.
4.3. Пробой наступает при смыкании в базе областей обеднения со стороны
коллектора W
кб
и со стороны эмиттера W
эб
. Сосчитаем барьеры на границах
базы φ
0э
= 0,902 эВ и φ
0к
= 0,706 эВ. Величину W
эб
сосчитаем по формуле
(3.4): W
эб
= 0,2 мкм. Прокол базы наступит, когда W
кб
= W
б
– W
эб
= 0,3 мкм,
это напряжение U
пр
получим из уравнения типа 3.4
к
s0 D 0кпр
кб
бк б
AD A
2( )
()
NU
W
qN N N
εε ϕ
−
=
+
, (4.1)
U
пр
= 13,2 В.
Время пролета через базу
2
nб
2
W
D
τ
=
, где W – ширина базы без ОПЗ W = W
б
–
W
эб
– W
кб
= 0,23 мкм, τ = 9,2 пс. Граничная частота
1
17,3 ГГц
2
f
πτ
==
.
4.4.
а) Для данного транзистора барьеры на границах базы φ
0э
= 0,856 эВ и
φ
0к
= 0,635 эВ, при данных U
эк
= +0,5 В и U
бк
= –5 В, соответствующие значе-
ния областей обеднения рассчитаем по формуле (4.1) и получим:
W
эб
= 0,215 мкм и W
бк
= 0,258 мкм, толщина нейтральной области в базе:
W
б
= W – W
эб
– W
бк
= 0,527 мкм.
б) концентрацию неосновных носителей около перехода эмиттер–база p
n
(0)
рассчитаем по формуле:
эб
2
12 3
i
n
D
(0) 5,18 10 см
qU
kT
n
pe
N
−
==⋅
в) заряд неосновных носителей в области базы:
13
б n
б
(0)
6, 4 10 Кл
2
qSW p
Q
−
==⋅
.
5. МДП–структуры
5.1. Дебаевская длина характеризует глубину проникновения электрическо-
го поля в полупроводник при малых возмущениях потенциала порядка kT/q: 
Учитывая соотношение Эйнштейна (3.7) выразим Ex:
                       kT 1 dp kT α ⋅ p (0)e−α x kT
                Eк =     ⋅ ⋅   =   ⋅                =   ⋅α ,
                        q p dx   q    p (0)e −α x     q
                             qE
                          α = x = 1,54 ⋅105 см −1 .
                             kT
У коллектора при x = xб, p(xб) = NA·exp(–αx) = 9,8·1014 см-3.
4.3. Пробой наступает при смыкании в базе областей обеднения со стороны
коллектора Wкб и со стороны эмиттера Wэб. Сосчитаем барьеры на границах
базы φ0э = 0,902 эВ и φ0к = 0,706 эВ. Величину Wэб сосчитаем по формуле
(3.4): Wэб = 0,2 мкм. Прокол базы наступит, когда Wкб = Wб – Wэб = 0,3 мкм,
это напряжение Uпр получим из уравнения типа 3.4
                                    2ε sε 0 N Dк (ϕ0к − U пр )
                         Wкб =                                   ,     (4.1)
                                      qN Aб ( N Dк + N Aб )
Uпр = 13,2 В.
                                 W2
Время пролета через базу τ =          , где W – ширина базы без ОПЗ W = Wб –
                                2 Dnб
                                                          1
Wэб – Wкб = 0,23 мкм, τ = 9,2 пс. Граничная частота f =      = 17,3 ГГц .
                                                         2πτ
4.4.
а) Для данного транзистора барьеры на границах базы φ0э = 0,856 эВ и
φ0к = 0,635 эВ, при данных Uэк = +0,5 В и Uбк = –5 В, соответствующие значе-
ния областей обеднения рассчитаем по формуле (4.1) и получим:
Wэб = 0,215 мкм и Wбк = 0,258 мкм, толщина нейтральной области в базе:
Wб = W – Wэб – Wбк = 0,527 мкм.
б) концентрацию неосновных носителей около перехода эмиттер–база pn(0)
рассчитаем по формуле:
                                          qU эб
                                  ni2
                       pn (0) =       e    kT
                                                  = 5,18 ⋅1012 см −3
                                  ND
в) заряд неосновных носителей в области базы:
                              qSWб pn (0)
                       Qб =               = 6, 4 ⋅10−13 Кл .
                                  2


5. МДП–структуры
5.1. Дебаевская длина характеризует глубину проникновения электрическо-
го поля в полупроводник при малых возмущениях потенциала порядка kT/q:


24

Страницы