Диодные структуры. Петров Б.К - 23 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

Окончательное выражение для тока через контакт для первого процесса
имеет вид, совпадающий с формулой для прямого тока через p-n-переход, но
величина множителя J
S
имеет другой вид:
),1(
/
−=
kTqU
S
eJJ (29)
−=
kT
q
ATJ
Bn
S
ϕ
exp
2
. (30)
3.3 Определение высоты барьера диода Шоттки методом вольт-
амперной характеристики
Для умерено легированных полупроводников (N
d
< 10
16
см
-3
) вольт- амперная
характеристика в области прямых смещений (отрицательный потенциал на n-
полупроводнике ) в соответствии с (29) имеет вид [2]:
+
∆
−=
kT
Vq
kT
q
ATJ
Bn
)(
expexp
2
ϕ
ϕ
, (31)
где ϕ
B0
– асимптотическое
значение высоты барьера при
нулевом поле , A – эффективная
постоянная Ричардсона , ∆ϕ -
понижение барьера за счет
эффекта Шоттки . Поскольку A
и ∆ϕ являются функциями
приложенного напряжения,
вольт- амперную
характеристику при прямом
смещении (V>3kT/q), можно
представить в виде J ∼
exp(qV/nkT), где n≥1 - фактор
неидеальности .
Типичные примеры
вольт- амперных характеристик
показаны на рис. 15.
В результате линейной
экстраполяции этих
характеристик к V=0 найдем ток
насыщения J
S
. Высоту барьера
получим из формулы
=
S
Bn
J
AT
q
kT
2
lnϕ .(32)
В формуле (32) A ≅ 120 А⋅см
-2
⋅К
-2
.
10
0
10
-1
10
-2
10
-3
10
-4
10
-5
10
-6
10
-7
0
0,1
0,2
0,3
V, В
J, А/см
2
прямом направлении напряжения [2].
1
2
J
S
J
S
        О ко нча те льно е выр а ж е ни е для то ка че р е з ко нта кт для пе р во го пр о це сса
и ме е т ви д, со впа да ю щ и й с фо р муло й для пр ямо го то ка че р е з p-n-пе р е хо д, но
ве ли чи на мно ж и те ля JS и ме е тдр уго й ви д:
              J = J S (e qU / kT − 1),                                                   (29)
                                qϕ 
                 J S = AT 2 exp − Bn  .                                                    (30)
                                kT 

      3.3 О пред ел ение высоты барь ера д иод а Ш оттк и м етод ом вол ь т-
ам перной харак теристик и

         Д ля уме р е но ле ги р о ва нных по лупр о во дни ко в (Nd< 1016 см-3) во льт-а мпе р на я
ха р а кте р и сти ка в о б ла сти пр ямых сме щ е ни й (о тр и ца те льный по те нци а л на n-
по лупр о во дни ке ) в со о тве тстви и с (29) и ме е тви д [2]:

                qϕ         q (∆ϕ + V ) 
   J = AT 2 exp − Bn  exp               ,                                               (31)
                kT             kT
                                                            где ϕB0 – а си мпто ти че ско е
J, А/см      2                                              зна че ни е высо ты б а р ье р а пр и
                                                            нуле во м по ле , A – эффе кти вна я
   100
                                                            по сто янна я Ри ча р дсо на , ∆ϕ -
                                                            по ни ж е ни е б а р ье р а за сче т
  10-1                                                      эффе кта Ш о ттки . П о ско льку A
                                                            и ∆ϕ являю тся функци ями
  10 -2                                                     пр и ло ж е нно го        на пр яж е ни я,
                               1                                                  во льт-а мпе р ную
  10 -3                                                     ха р а кте р и сти ку пр и пр ямо м
                                                            сме щ е ни и (V>3kT/q), мо ж но
  10-4                                                      пр е дста ви ть в ви де             J ∼
                    JS                                      exp(qV/nkT), где n≥1 - фа кто р
                                   2                        не и де а льно сти .
       -5
  10
                                                                    Ти пи чные             пр и ме р ы
                                                            во льт-а мпе р ных ха р а кте р и сти к
  10 -6                                                     по ка за нына р и с. 15.
                   JS
       -7                                                           В р е зульта те ли не йно й
  10                                                        экстр а по ляци и                    эти х
            0            0,1           0,2     0,3   V, В   ха р а кте р и сти к к V=0 на йде м то к
                                                            на сыщ е ни я JS. В ысо ту б а р ье р а
 Ри с. 15. За ви си мо стьпло тно сти то ка в ди о да х     по лучи м и з фо р мулы
 W - Si (1) и W - GaAs (2) о тпр и ло ж е нно го в
                                                                            kT  AT 2 
 пр ямо м на пр а вле ни и на пр яж е ни я [2].                    ϕ Bn   =   ln       .(32)
                                                                             q  J S 
            В фо р муле (32) A ≅ 120 А⋅см-2⋅К -2.

Страницы