Лабораторная работа: Модели полупроводниковых диодов

1. Исследование влияния температуры и концентрации примесей в База на вид ВАХ для PSPICE модели идеального диода

Модель ВАХ идеального диода:

Is – ток насыщения

φ_T – тепловой потенциал.

Модель идеального диода в логарифмическом масштабе:

Изменение концентрации примеси в базе влияет на ток насыщения (при увеличении концентрации, ток насыщения уменьшается), при этом ВАХ изменяется следующим образом:

Материал	Ge	Si	Ge(T+50)	Si(T+50)
Is, A	4,23Е-7	2,73Е-14	2,26Е-5	1,9Е-11

Т=300°К

Т+50=350°К

Для реальных переходов величина Is не является постоянной и в момент зависеть от напряжения, приложенного к переходу.

Это может быть вызвано, например, изменением свойств п/п (время жизни носителей, концентрации примесей) по объему Is в основном определяется удельным сопротивлением материала – с ­ρ, Is­ (что обусловлено увеличением концентрации неосновных носителей).

2. Исследование влияния процессов генерации-рекомбинации в ОПЗ на вид ВАХ для PSPICE модели диода

Уточненная модель ВАХ диода при прямом смещении с учетом процессов генерации-рекомбинации в ОПЗ:

φ_К – контактная разность потенциала

М – коэффициент лавинного умножения

I_SR – ток насыщения ток рекомбинации

m – коэффициент неидеальности.

Влияние процессов генерации-рекомбинации (параметр N) на вид ВАХ:

N=5

N=3

При увеличении коэффициента неидеальности, N возрастает прямого тока начинается при больших значениях напряжения, чем в модели идеального диода.

Диапазоны напряжений, в которых начинает преобладать ток генерации-рекомбинации:

GeUпр = 0,62¸0,9 В

Si Uпр = 1,8¸2,2 В

Протекание процессов генерации-рекомбинации приводит к увеличению тока как в прямом, так и в обратном направлению.

Процессы генерации и рекомбинации связаны с различными концентрациями свободных носителей заряда (в области объемного заряда) при различных напряжениях на переходе.