Изчисляване на параметри и характеристики на полупроводников диод и MIS транзистор
Министерство на образованието и науката на Украйна
Запорожка държавна инженерна академия
Факултет по електронна техника и електронни технологии
Катедра Електронни системи
към курсовия проект
по дисциплина: Електроника в твърдо състояние
на тема: Изчисляване на параметри и характеристики на полупроводников диод и MIS транзистор - тип
Студентска група ES - 2 - 04d S.V.
Ръководител на проекта Мовенко Е.Д.
27 стр., 17 фигури, 8 таблици, 6 библиотеки.
В курсовия проект се разглежда структурата, основните елементи и характеристиките на напрежението на полупроводниковите диоди, принципът на работа, структурата и словните графични обозначения на MIS транзисторите.
В резултат на изчисленията бяха определени параметрите и характеристиките на токоизправителния диод и MIS транзистора. В съответствие с резултатите от изчисленията бяха построени съответните графики.
Токоизправителен диод, натоварване, p-n преход, допинг, потенциална бариера, ниво на Ферми, забранена лента, проводяща зона, валентна лента, контактна потенциална разлика, дифузионен ток, транзистор, дренаж, източник, гейт, инжекция, екстракция, рекомбинация, лавинообразен срив, тунелен срив, термичен срив, субстрат
СЪДЪРЖАНИЕ
1а ПОЛУПРОВОДНИКОВИ ДИОДИ.6
1.1 Структурни особености на полупроводников диод.6
1.2 Директно свързване на диода.6
1.3 Обратно включване на диода.7
2а ТРАНЗИСТОРИ ТИП MOS.9
2.1 Дизайн и функция9
Символи за MOS транзистори10
3а ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА ПАРАМЕТРИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ИЗПРАВИТЕЛЕН ДИОД. единадесет
3.1 Изходни данни..11
3.2 Моделтокоизправителен диод.11
3.3 Изчисляване на параметрите и характеристиките на диода14
4a ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА ПАРАМЕТРИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ
Широкото използване на полупроводникови устройства се обяснява с факта, че в сравнение с електронните тръби те имат неоспорими предимства, основните от които са малки размери и тегло, висока ефективност, почти неограничен живот и висока експлоатационна надеждност. Такива устройства могат да работят при ниско захранващо напрежение и при високи честоти.
Най-често срещаните устройства в електрониката са токоизправителни диоди, полупроводникови ценерови диоди, тунелни, импулсни и микровълнови диоди, както и биполярни и полеви транзистори, които се използват в преобразувателни устройства като усилватели и вентили. Широко приложение намират напълно управляваните вентили - биполярни и полеви транзистори, които заменят диоди и тиристори, особено в устройства с малка и средна мощност.
За да проектирате електронни схеми и ефективно да прилагате полупроводникови устройства, трябва да знаете принципите на тяхната работа и основните параметри. Представянето на тези фундаментални идеи е основна задача на електрониката в твърдо състояние като наука и учебна дисциплина [1].
1a ПОЛУПРОВОДНИКОВИ ДИОДИ
1.1 Структурни характеристики на полупроводников диод
Полупроводниковият диод е нелинейно електронно устройство с два извода. В зависимост от вътрешната структура, вида, количеството, нивото на легиране на вътрешните елементи на диода, характеристиките на полупроводниковите диоди са различни. Основата на токоизправителния диод е обичайният преход електрон-дупка (фиг. 1.1). Характеристиката на напрежението на такъв диод има изразена нелинейност. INПри преднаклоненост, диодният ток е инжектиран, голям по величина и представлява дифузионния компонент на основния носещ ток. При обратно отклонение токът на диода е малък по големина и представлява дрейфовата компонента на тока на малцинствения носител. В равновесно състояние общият ток, дължащ се на дифузионни и дрейфови токове на електрони и дупки, е равен на нула.
Фигура 1.1 Преход електрон-дупка
1.2 Директно свързване на диода
С изправено напрежение през диода, външното напрежение частично компенсира контактната потенциална разлика в p-n прехода, тъй като външното електрическо поле, когато диодът е включен директно, е насочено противоположно на дифузионното поле. Следователно височината на бариерата на потенциалния преход намалява пропорционално на напрежението, приложено към диода. [2]
pn преход. Типична IV характеристика на полупроводников диод е показана на фигура 1.2.
Фигура 1.2 IV характеристика на полупроводников диод
1.3 Обръщане на диода
Обратният ток на диод, както е показано на Фигура 1.2, започвайки при много ниски обратни напрежения, няма да се промени с напрежението. Този обратен ток през диода, който не се променя с напрежението, се нарича ток на насищане, поради извличането на малцинствени носители на заряд от областите, съседни на кръстовището. Това води до намаляване на граничната концентрация на малцинствени носители на заряд близо до p-n прехода и по-нататъшно разширяване на областта на пространствения заряд поради увеличаване на потенциалната бариера [3]. А