Лабораторная работа: Модели полупроводниковых диодов
Если сечение захвата увеличить на 1% (при фиксированных N и T=300°К), то ток насыщения увеличится на 0,5%.
Если площадь поперечного сечения увеличить на 1% (при фиксированных N и T=300°К), то ток насыщения увеличится на 1%
Таким образом, чувствительность тока насыщения к изменению к площади поперечного сечения выше, чем к изменению сечение захвата.
П/п диода выполняет роль выпрямителя, пропуская ток лишь в одном направлении (выпрямитель тем лучше, чем меньше Iобр ). При комнатной температуре ток Is составляет несколько мкА для Ge диодов и несколько нА для Si диодов.
4. Исследование модели контактной разности потенциалов
Модель контактной разности потенциалов описывается следующим выражением:
NA и ND – концентрация ионизированных атомов
ni – собственная концентрация.
| Т°,К | N/5 | N | 5N | |
| 300 | φК , В | 0,3186 | 0,4020 | 0,4854 |
| 350 | 0,246 | 0,343 | 0,441 | |
| 400 | 0,172 | 0,283 | 0,394 |
| φК , В | |
| Ge | 0,402 |
| Si | 0,812 |
При смене типа материала с Ge на Si контактная разность потенциалов увеличивается.
Контактная разность потенциалов напряжение, который возникает в условии термодинамическом равновесие и ведет к прекращению диффузионного тока. При увеличении температуры, контактная разность уменьшается.
5. Исследование модели толщины ОПЗ
Модель толщины ОПЗ описывается выражением:
NA и ND – концентрация ионизированных атомов
φК – контактная разность потенциалов.
| Т°,К | N/5 | N | 5N | |
| 300 | W, мкМ | 1,076 | 0,540 | 0,266 |
| 350 | 0,945 | 0,499 | 0,253 | |
| 400 | 0,770 | 0,453 | 0,239 |
Зависимость положения границ ОПЗ
а) в зависимость от концентраций в Б и Э при Т=300°К
б) в зависимости от температуры при фиксированном N.
| W, мкМ | |
| Ge | 0,540 |
| Si | 0,726 |
При смене типа материала с Ge на Si толщина ОПЗ увеличивается.
Зависимость толщины ОПЗ при Т=300°К от U при прямом и обратном смещениях напряжения на диоде.
| U, В | N/5 | N | 5N | |
| Прямое | 0,1 | 0,892 | 0,468 | 0,237 |
| 0,15 | 0,783 | 0,428 | 0,221 | |
| 0,2 | 0,656 | 0,383 | 0,204 | |
| 0,25 | 0,499 | 0,332 | 0,185 | |
| 0,3 | 0,260 | 0,272 | 0,164 | |
| Обратное | -5 | 4,395 | 1,981 | 0,893 |
| -10 | 6,122 | 2,749 | 1,234 | |
| -20 | 8,590 | 3,850 | 1,725 | |
| -30 | 10,493 | 4,699 | 2,104 | |
| -40 | 12,101 | 5,417 | 2,425 | |
Толщина ОПЗ при увеличении температуры уменьшается незначительно.
Снижение высоты потенциального барьера при U>0 позволяет основным носителям пересекать область перехода, при этом они становятся неосновными носителями, создавая заметный ток (при Uпр , W¯). При U<0 эффекты диффузии более ощутимы, чем эффекты дрейфа (при Uобр , W).