Электрические параметры биполярных и полевых структур. Петров Б.К - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

15
dn
к
np
qN
U
UL
|)|(2
)(
00
0
+
=
−
ϕεε
, (2)
где
2
ln
i
da
к
n
NN
q
kT
=ϕ - к.р.п. в p-n-переходе, (3)
n
i
2
– квадрат концентрации носителей в собственном полупроводнике,
n
i
2
=2,5⋅10
20
см
-6
для кремния (ε=12) и n
i
2
=6⋅10
26
см
-6
для германия (ε=16) при
T=300 К.
После подстановки выражения (2) для L
p-n
(U
0
) в формулу (1) для С
бар
(U
0
)
получим
:
dn
к
np
бар
qN
U
S
UC
||(2
)(
00
0
0
+
=
−
ϕεε
εε
. (4)
Таким образом для резкоасимметричного p
+
-n-перехода C
бар
(U
0
) ∼
(ϕ
к
+|U
0
|)
0,5
.
Коэффициент перекрытия по емкости
к
макск
максбар
бар
перекр
U
UUС
UС
K
ϕ
ϕ ||
)(
)0(
0
00
0
+
=
=
=
= . (6)
Рассмотрим следующий числовой пример:
N
dn
=10
15
см
-3
, N
a
=10
19
см
-3
, S
p-n
=1мм
2
=10
-2
см
2
.
814,032,31026,0
105,2
1010
ln
20
1915
=⋅=
⋅
⋅
q
kT
к
ϕ В .
Пусть U
0 макс
=-10 В . Тогда C
макс
(U
0
=0)=102 пФ . C
мин
=С
бар
(U
0
=10 В )=28,02
пФ . Следовательно, К
перекр
=3,64.
3.2. Линейный p-n-переход
Распределение примесей показано на рис. 3.
Для линейного p-n-перехода ширина p-n-перехода L
p-n
(U
o
) зависит от
обратного смещения U
0
по закону 
                                                          15

                           2εε 0 (ϕ к + |U 0 |)
      L p − n (U 0 ) =                          ,                                 (2)
                                 qN dn
                  kT       Na Nd
      гд еϕ к =      ln                - к.р.п. вp-n-переход е,                   (3)
                   q    ni2
       2
      ni – квад рат концентрации носителей в собственном полупровод нике,
ni =2,5⋅1020 см -6 д ля крем ния (ε=12) и n i2 =6⋅1026 см -6 д ля герм ания (ε=16) при
  2

T=300 К .
      После под становки вы раж ения (2) д ля Lp-n (U0) в ф орм улу (1) д ля Сбар(U0 )
получ им
      :
                               εε 0 S p − n
      C б а р (U 0 ) =                               .                            (4)
                           2εε 0 (ϕ к + |U 0 |
                                 qN dn

      Т аким образом д ля резкоасим м етрич ного p+ -n-переход а Cбар(U0) ∼
(ϕк+|U0 |)0,5.
      К оэ ф ф ициентперекры тия по ем кости

                          С б а р (U 0 = 0)              ϕ к + |U 0 м а к с |
      K п ер ек р =                                  =                        .   (6)
                      С б а р (U 0 = U 0 м а к с )              ϕк

      Рассм отрим след ую щ ий ч исловой прим ер:
      Ndn =1015 см -3, Na =1019 см -3 , Sp-n=1м м 2 =10-2 см 2.

      ϕ к kT ln 10 ⋅1020 = 0,026⋅31,32 = 0,814 В .
                   15   19

           q     2,5⋅10
      Пусть U0 м акс=-10 В . Т ог д а Cм акс(U0=0)=102 пФ . Cм ин=Сбар(U0=10 В )=28,02
пФ . След овательно, К перекр=3,64.


      3.2. Л иней ный p-n-п ерех од

      Распред елениепримесей показано на рис. 3.
      Д ля линей ного p-n-переход а ш ирина p-n-переход а Lp-n(Uo ) зависит от
      обратного см ещ ения U0 по закону

Страницы