Физические основы микроэлектроники. Захаров А.Г - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

24
1.9. Молекулярно-лучевая эпитаксия.
1.10. Гетероэпитаксия.
1.11. Локальная эпитаксия.
1.12. Методы легирования эпитаксиальных слоев.
I.2. Электронно-дырочный переход
Р-n-переход используется в качестве переменного резистора в
аттенюаторе, схема которого показана на рисунке.
Вычислить величину дифференциального сопротивления диода
как функцию
I
i
.
Смещение на диоде задается источником постоянного тока
I, а
связь между сигналами осуществляется через конденсатор емкостью
С,
реактивное сопротивление которого пренебрежимо мало по сравнению
с сопротивлением резистора
R
i
. Вычислите и постройте зависимость
ослабления сигнала по напряжению в децибелах [20 lg(
U
вых
/U
вх
)] от
величины тока
I
i
. Ток насыщения можно взять равным I
0
=1мкА.
Вычислите емкость и толщину обедненного слоя при обратном
напряжении смещения
U
обрi
, если изменение плотности заряда по обе
стороны резкого p-n-перехода представляет собой ступенчатую
функцию, т. е.
N
ai
>N
di
. Принять
ε
s
=16, А=10
-6
м
2
.
Построить энергетическую диаграмму p-n-перехода для заданного
U
обрi
.
Численные значения исходных данных, необходимых для
выполнения задания по вариантам 2.1 – 2.12, представлены в табл. 2.
Таблица 2
№
варианта
R
i
,
кОм
I
i
,
мА
N
ai
,
см
-3
N
di
,
см
-3
U
обрi
,
B
2.1 1,0 0,01–0,1
1
⋅10
17
2⋅10
15
0,2
2.2 1,3 0,01–0,1
5
⋅10
17
4⋅10
15
0,4
C
VD
U
вых
U
вх
R
i
I
i
13
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
−=
−
1eeTAj
TT
в
U
2*
ϕϕ
ϕ
D
. (25)
В том случае, когда
ϑ
<<
R
ϑ
, определяющим является процесс
диффузии (теория Шоттки), и плотность тока с достаточной точностью
вычисляется по формуле
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
−=
−
1eeqNj
TT
â
U
c
ϕϕ
ϕ
µξ
. (26)
2.4.2. Для структуры металл-полупроводник распределение
потенциала в области барьера Шоттки можно считать треугольным и
аппроксимировать функцией
G
ϕ
п
(x)=
ϕ
п0
-
ξ
x, (27)
а распределение потенциальной энергии электрона
E
п
(x)=E
п0
-q
ξ
x, (28)
где
ϕ
п0
и E
п0
– высота потенциального барьера в В и эВ,
соответственно, т.е. высота барьера Шоттки. Тогда подстановка (28) в
выражение для расчета вероятности квантовомеханического
туннельного перехода электрона с энергией
Е сквозь потенциальный
барьер произвольной формы
⎪
⎭
⎪
⎬
⎫
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
−−≈
∫
x
0
n
*
dx)E)x(E(m2
2
expD
h
(29)
позволяет получить выражение для расчета вероятности
туннелирования электрона сквозь барьер Шоттки в виде
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
∆−≈ )/()2(
3
4
exp
2/32/1*
ξ
hEqmD . (30)

Страницы