Исследование электрофизических свойств p-n перехода. Схема измерения прямой ветви вольтамперной характеристики диода

Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения

Кафедра  

Преподаватель:                                                                                                  

Рейтинг:                                                                                                               ______________

Лабораторная работа № 3

“Исследование электрофизических свойств p-n перехода”

По предмету “Физические основы микроэлектроники”

ЛР.__.2205.03.ОМ

Выполни:                                                                                                           студент гр. 1444кс

Санкт-Петербург

2006 г.

1.Объект исследования: p-n переход на примере германиевого диода Д-304.

2.Схемы исследования:

Схема измерения прямой ветви вольтамперной характеристики диода приведена на рис.1

                              

Схема собирается на монтажном шасси с использованием комплекса соединительных проводов. Напряжение питания подается от источника 0…3 В. Токи и напряжения измеряются вынесенными стрелочными измерительными приборами.

Схема измерения обратной ветви вольт-амперной характеристики диода приведена на  рис 2.

Напряжение подается от источника 0…15В.

Iпр., мА	0	2	10	20	30	40	80	120	160	200	240	280
Uпр., В	0	0.05	0.10	0.125	0.13	0.15	0.175	0.18	0.20	0.21	0.22	0.23

Uобр., В	10	8	6	4	2	1	0
Iобр., мА	0.255	0.255	0.254	0.25	0.245	0.24	0

3. Таблицы измерений:

Прямое включение диода

Обратное включение диода

	,	,	, мкм	, пФ
0.16	7.552*	4.36*	2.548	0.56

Полученные результаты

4.Расчетные формулы:

1.,

где: - обратный ток насыщения; q – заряд электрона; k – постоянная Больцмана; T – температура исследуемого перехода; S = 0.1 * 10м- площадь поперечного сечения p-n перехода; - параметры собственного полупроводника (германия).

2.  , где r – суммарное электрическое сопротивление контактных площадок. U и I – напряжение и ток в произвольной точке линейного участка прямой ветви вольт-амперной характеристики.

3. , где  - диэлектрическая проницаемость Ge,  Ф/м – электрическая постоянная; - толщина p-n перехода.

4. , где - барьерная емкость p-n перехода.

5. Примеры расчетов:

Из второго уравнения системы получили Na*Nd = 3.293

, в результате преобразования получим квадратное уравнение:

Решив это уравнение получаем два значения :

Находим :

Ом

мкм

Ф

6.Графики:

7. Выводы:

В результате проведенной лабораторной работы были определенны следующие параметры p-n перехода: 0.16 В, , . Так же были рассчитаны другие параметры исследуемого p-n перехода: =мкм,  =0.56 пФ.