Сборник лабораторных работ по курсу "Основы твердотельной электроники". Сергеев В.А - 6 стр.

UptoLike

Составители: 

6
3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1
Туннельный диод и резонансный генератор на его основе
1. Цель работы
Изучить принцип работы туннельного диода, освоить методики измерения
характеристик и параметров туннельных диодов и резонансного генератора на
его основе.
2. Туннельные и обращенные диоды: устройство и принцип действия
Туннельным диодом называют полупроводниковый диод на основе p
+
-n
+
перехода с сильнолегированными областями, на прямом участке вольт-
амперной характеристики (ВАХ) которого наблюдается N-образная зависи-
мость тока от напряжения. На рис. 1.1. приведена ВАХ типичного туннельного
диода при прямом смещении. Проанализируем особенности ВАХ туннельного
диода. Для этого рассмотрим p
+
-n
+
переход, образованный двумя вырожденны-
ми полупроводниками. Если концентрация доноров и акцепторов в эмиттере и
базе диода будет N
A
, N
D
~ 10
20
см
-3
, то концентрация основных носителей будет
много больше эффективной плотности состояний в разрешенных зонах p
p0
, n
n0
>> N
C
, N
V
. В этом случае уровень Ферми будет находиться в разрешенных зо-
нах p
+
и n
+
полупроводников.
Рис. 1.1. Туннельный диод 1И104:
а) вольт-амперная характеристика при прямом смещении; б) конструкция туннельного диода
В полупроводнике n
+
типа все состояния в зоне проводимости вплоть до
уровня Ферми заняты электронами, а в полупроводнике p
+
-типадырками.
Зонная диаграмма p
+
-n
+
перехода, образованного двумя вырожденными полу-
проводниками, приведена на рис. 1.2. Для прямого диффузионного тока имеет
место большая высота потенциального барьера. Чтобы получить типичные зна-
чения прямого тока, нужно приложить большое прямое напряжение (больше или