Розрахунок основних формул з основ електроніки

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Курсова робота

Розрахунок основних формул з основ електроніки

з дисципліни

«ФІЗИЧНІ ОСНОВИ ЕЛЕКТРОНІКИ»

Варіант 28

Чита

2009

Вихідні дані

0,78

0,04

0,035

0, 2

0, 6

15

1500

700

2 5 0

Фізичні та математичні постійні:

  1. Постійна Планка

  2. Елементарний заряд

  3. Маса спокою електрона

  4. Постійна Больцмана

  5. Число пі

  6. Число е

  7. Електрична постійна

  1. Розрахувати температурну залежність концентрації рівноважних носіїв заряду у власному напівпровіднику

Вихідні формули:

а) Отримання розрахункової формули

Приклад:

б) Результати розрахунків представив у таблиці 1.

Таблиця 1.

Концентрація рівноважних носіїв заряду у власному напівпровіднику.

T

T ^ 3 / 2

1 / T

KT

n0

lnn0

75

649,5190528

0,013333333

0,006463

0,003973436

-5,528124115

100

1000

0,01

0,008617

21789,62053

9,989189013

120

1314,534138

0,008333333

0,010341

54057905,69

17,80556636

150

1837,117307

0,006666667

0,012926

1,42581 E +11

25,68317669

200

2828,427125

0,005

0,017235

4,14293 E +14

33,65759481

300

5196,152423

0,003333333

0,025852

1,43642 E +18

41,80868748

400

8000

0,0025

0,03447

9,60747 E +19

46,0116581

500

11180,33989

0,002

0,043087

1,2904 E +21

48,60924193

в) Побудував графік 1 залежно рівноважної конфігурації носіїв струму від температури в координатах .

Графік 1

г) Перевірити правильність побудови графіка, виконавши зворотний завдання: використовуючи значення tg α, знайти ширину забороненої зони напівпровідника ДЕ, порівняти з вихідним значенням ДЕ. Знайти похибка δ (ДЕ).

  1. Розрахувати температурну залежність рівня Фермі у власному напівпровіднику

Розрахункова формула:

а) результати розрахунків представив у таблиці 2

Залежність Ef (T) у власному напівпровіднику

Таблиця 2

T, K

KT, еВ

Ef, еВ

Ef/Ef0 * 100%

100

0,008617375

0,397100366

101,8206066

200

0,01723475

0,404200731

103,6412132

300

0,025852126

0,411301097

105,4618198

400

0,034469501

0,418401463

107,2824264

500

0,043086876

0,425501829

109,103033

б) Побудував графік 2 «Залежність Ef (T) у власному напівпровіднику

Графік 2

  1. Розрахувати температури іонізації донорної домішки Т s і іонізації основної речовини Т i в напівпровіднику n струму методом послідовних наближень. В якості початкових температур використовувати значення Ti = 400 К, Ts = 50 К

Розрахункові формули:

Таблиця 3.

N наближаючись.

1

2

3

4

5

6

Ti, K

400

986,0672473

761,51462

814,6480626

800,077865

803,9251818

Nc * 10E +25,

0,345561057

1,337502517

0,907720567

1,004361024

0,977536968

0,984596428

Nv * 10E +25

1,795587925

6,949866942

4,716654422

5,218812967

5,079431084

5,116113117

10

11

803,1185939

803,1134442

0,983115014


5,108415461


Таблиця 4.

N наближу

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Ts, K

50,000

346,476

109,388

184,635

140,692

160,530

150,249

155,238

152,735

Nc * 10E +23

1,527

27,858

4,942

10,837

7,208

8,786

7,955

8,355

8,153

10

11

12

13

153,970

153,355

153,660

153,509

8,253

8,203

8,228


  1. Розрахувати температуру іонізації Т s і Т i в акцепторної напівпровіднику методом послідовних наближень

Розрахункові формули:

Таблиця 5.

N наближаючись.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Ti, K

400

856,68

704,36

738,10

729,75

731,76

731,27

731,39

731,36

Nc * 10E +25,

0,3455

1,083100

0,8074

0,8661

0,8515

0,8550

0,8541

0,8544



Nv * 10E +25

1,7955

5,627955

4,1958

4,5008

4,4246

4,4429

4,4385

4,4396



Таблиця 6.

N наближу

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Ts, K

50

110,34

83,43

91,29

88,60

89,48

89,19

89,28

89,25

Nv * 10E +23

7,9354

26,0163

17,104

19,579

18,719

18,998

18,9

18,93


  1. Розрахувати температурну залежність положення рівня Фермі Ef (T) в донорно напівпровіднику

а) для низькотемпературної області використати формулу:

Таблиця 7.

T, K

5

10

50

60

80

153,5

KT, еВ

0,000430869

0,000861738

0,004308688

0,005170425

0,0068939

0,013227671

Nc, м-3

4,82936 E +21

1,36595 E +22

1,52718 E +23

2,00753 E +23

3,09079 E +23

8,21481 E +23

Ef, еВ

-0,01954453

-0,01953705

-0,02288620

-0,02417045

-0,02704804

-0,03998852


Графік 3 Залежність Ef (T) для напівпровідника n-типу в області низьких температур.

б) для низькотемпературної області знайти положення максимуму залежності Ef (T), тобто обчислити і

в) для області середніх температур використовувати формулу:

Таблиця 8.

T, K

100

150

200

250

300

350

400

KT, еВ

0,00861737

0,012926063

0,01723475

0,021543438

0,02585212

0,03016081

0,034469501

Nc, м-3

4,3195 E +23

7,93545 E +23

1,22174 E +24

1,70744 E +24

2,2444 E +24

2,8283 E +24

3,4556 E +24

Ef, еВ

-0,01453136

-0,02965864

-0,04698205

-0,06593848

-0,0861962

-0,10753629

-0,12980275

450

500

550

600

650

700

750

803,1

0,038778188

0,043086876

0,047395564

0,0517042

0,056013

0,060322

0,06463

0,06920614

4,12338 E +24

4,82936 E +24

5,57159 E +24

6,348 E +24

7,16 E +24

8E +24

8,87 E +24

9,83081 E +24

-0,15287922

-0,17667528

-0,20111873

-0,2261505

-0,25172

-0,27779

-0,30432

-0,332968031

г) в області високих температур використовувати формулу:

Таблиця 9.

T, К

400

450

500

550

KT, еВ

0,034469501

0,038778188

0,043086876

0,047395564

Ef, еВ

-0,361598537

-0,358048354

-0,354498171

-0,350947989

д) побудувати графік 4 «Температурна залежність Ef для донорної домішки за отриманими точок».

Графік 4.

6. Розрахувати критичну концентрацію виродження донорної домішки

. У і

7.Рассчітать рівноважну концентрацію основних і неосновних носіїв струму в p - n і n - областях p - n переходу при температурі Т = 300К. Вважаючи, що домішка повністю іонізована, вважати і рівним концентрації відповідної домішки

Концентрація неосновних носіїв знайти із закону діючих мас у і перевести в .

  1. Знайти висоту потенційного бар'єру рівноважного p - n-переходу і контактну різницю потенціалів

  1. Знайти положення рівнів Фермі в p - n-переходу і n-областях щодо стелі зони провідності і дна валентної зони відповідно. (Т = 300К)

а)

б)

в) визначити висоту потенційного бар'єру p - n-переходу (перевірка правильності п.8)

  1. Знайти товщину p - n-переходу в рівноважному стані (Т = 300К)

  1. Визначити товщину просторового заряду в p - n-областях

  1. Побудувати в масштабі графік 5 «Енергетична діаграма p - n-переходу в рівноважному стані»

Графік 5.

  1. Знайти максимальну напруженість електричного поля в рівноважному p - n-переході. Побудувати графік 6 «Залежність напруженості електростатичного поля від відстані в p - n-переході»

Графік 6.

  1. Знайти падіння потенціалу в p - n-областях просторового заряду p - n-переходу

  1. Побудувати графік 6 «Залежність потенціалу в p - n-областях від відстані»

Поставити 5 значень Хр через рівні інтервали і обчислити 5 значень .

Поставити 5 значень Х n через рівні інтервали і обчислити 5 значень .

Таблиця 9.

1

2

3

4

5

Xp * 1E-7

0,245902211

0,491804423

0,737706634

0,983608846

1,229511057

φp

0,014588944

0,058355776

0,131300495

0,233423102

0,364723597

Xn * 1E-7

-0,122951106

-0,245902211

-0,368853317

-0,491804423

-0,614755529

φn, в

-0,007294472

-0,029177888

-0,065650248

-0,116711551

-0,182361799

Графік 7.

  1. Обчислити бар'єрну ємність p - n-переходу розрахунку на S = 1 см ² для трьох випадків

а) рівноважний стан p - n-переходу

б) при зворотньому зміщенні V = 1 В

в) при прямому зміщенні V = 0.8 Vk

Висновок: При зворотному зміщенні бар'єрна ємність зменшується. при прямому зміщенні бар'єрна ємність збільшується.

  1. Обчислити коефіцієнт дифузії для електронів і дірок (у см ² / с) і дифузійну довжину для електронів і дірок (у см) при Т = 300 К

  1. Обчислити електропровідність і питомий опір власного напівпровідника, напівпровідника n-і p-типу при Т = 300 К

Висновки: а) провідністю неосновних носіїв в легованих напівпровідника можна знехтувати в порівнянні з прводімостью, зумовленої основними носіями.

б) легований п / п володіє більшою електропровідністю.

У 10 разів.

  1. Визначити величину щільності зворотного струму p - n-переходу при Т = 300 К ВА / см ²

  1. Побудувати зворотний гілка ВАХ p - n-переходу, Т = 300 К

Результати розрахунків привести у таблиці 10.

За даними таблиці 10 побудувати графік 7 «Зворотній гілка ВАХ p - n-переходу».

Зворотній гілка ВАХ p - n-переходу, Т = 300 К.

Зворотній гілка ВАХ p - n-переходу

Таблиця 10.

N

1

2

3

4

5

6

qV

4,14195 E-22

1,24259 E-21

2,07098 E-21

4,14195 E-21

6,21293 E-21

8,2839 E-21

V

-0,002585213

-0,007755638

-0,012926063

-0,025852126

-0,038778188

-0,051704251

j * 10 , А / см ²

-4,15542 E-07

-1,13176 E-06

-1,71814 E-06

-2,76025 E-06

-3,39232 E-06

-3,77569 E-06

7

8

9

10

11

1,24259 E-20

1,65678 E-20

2,07098 E-20

2,48517 E-20

8,2839 E-20

-0,077556377

-0,103408502

-0,129260628

-0,155112753

-0,51704251

-4,14925 E-06

-4,28667 E-06

-4,33723 E-06

-4,35583 E-06

-4,3667 E-06

Графік 8.

  1. Побудувати пряму гілку ВАХ p - n-переходу, Т = 300 К

Результати розрахунків привести у таблиці 11.

Пряма гілка ВАХ p - n-переходу, Т = 300 К.

Таблиця 11.

N

1

2

3

4

5

6

7

qV

4,14195 E-21

8,2839 E-21

1,24259 E-20

1,65678 E-20

1,86388 E-20

2,07098 E-20

8,2839 E-20

V

0,025852126

0,051704251

0,077556377

0,103408502

0,116334565

0,129260628

0,517042511

j, А / см ²

7,50313 E-09

2,78987 E-08

8,33397 E-08

2,34044 E-07

3,88706 E-07

6,437 E-07

2,118519275

Графік 9.

  1. Обчислити відношення j пр / j обр при і при . Сформулювати висновок

Висновок:

Чим більша напруга, тим вище коефіцієнт випрямлення

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Комунікації, зв'язок, цифрові прилади і радіоелектроніка | Курсова
75.6кб. | скачати

Схожі роботи:
Редактор формул буквиця колонки границя і заливка Опис редактора формул використання буквиці
Розрахунок основ і фундаментів складу
Розрахунок і проектування основ і фундаментів промислових будівель
Розрахунок основних засобів підприємства
Розрахунок основних фінансових показників
Розрахунок основних параметрів складу
Розрахунок основних метрологічних величин
Розрахунок основних податків у діяльності підприємства
Конструювання і розрахунок основних несучих конструкцій
© Усі права захищені
написати до нас