Задача
Известно, что при Т=300 К кремниевый диод pn+-типа, то есть с повышенным уровнем легирования n-области, имеет следующие параметры: Wp=11 мкм; Dn=20 см2с-1; tn=0,2 мкс; А=10-3 см2. Вычислите:
а) избыточную концентрацию электронов в p-области как функцию расстояния от плоскости перехода, считая, что ток I=1,2 мА;
б) электрический заряд, накопленный в нейтральной p-области;
в) номиналы основных элементов эквивалентной схемы диода для малого сигнала при заданном токе I, то есть дифференциального (динамического) сопротивления и диффузной ёмкости.
Решение
а) Диффузионная длина электронов Ln=(Dntn)1/2=(20*2*10-7)1/2=2*10-3 см. Так как Wp=100 мкм, то Wp>Ln; имеем диод с толстой базой. Используя формулы
I=In(xn)+Ip(xn) и Iнас=qni2A(Dn/(NaLn)+Dp/(NdLp)), получаем:
I=In(0)=qADnn’pO(0)/Ln ,
Откуда избыточная концентрация носителя при х=0
n’pO(0)=ILn/(qADn)=1.2*10-3*2*10-3/(1.6*10-19*10-3*20)=7.5*10-14 см-3.
Находим распределение избыточных электронов в нейтральной n-области, по формуле:
n’p(x)=n’pO*e-x/Ln=7.5*10-14e-x/(2*10^-13) см -3 .
б) Определим электрический заряд, накопленный в нейтральной p области по формуле:
Qn=qALnn’pO(0)=1.6*10-19*10-3*2*10-3*7.5*1014=2.4*10-10 Кл.
в) Дифференциальная проводимость определяется как крутизна (пропорциональная тангенсу угла наклона) вольтамперной характеристики диода
tg a=1/r=dI/dU=(Iнасexp(U/UT))/UT=I/UT
откуда находим дифференциальное сопротивление
r=UT/I=21.7 Ом
и в соответствии с уравнением: Сдиф=(Iнасexp(U/UT))/UT=dIu/dU находим диффузную ёмкость:
Сдиф=tpI/UT=8.8 нФ
Ответ
Избыточная концентрация электронов в нейтральной р-области: n’pO(0)= 7.5*10-14 см-3; электрический заряд, накопленный в нейтральной p области: Qn=2.4*10-10 Кл; дифференциальное сопротивление: r=21.7 Ом и диффузная ёмкость: Сдиф=8.8 нФ.
диод шоттки блок питание
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Область применения диодов Шоттки определяется их основными характеристиками:
1) низкое прямое падение напряжение;
2) высокое быстродействие;
) фактическое отсутствие заряда обратного восстановления.
Предпочтительным является применение диодов Шоттки в низковольтных мощных выпрямителях с выходным напряжением в несколько десятков вольт, на высоких частотах переключения.
Диоды могут успешно применяться в импульсных источниках питания, конверторах, устройства заряда батарей и так далее.
Самое читаемое:
Мощный импульсный стабилизированный блок питания
Процесс в развитии науки и техники не стоит на месте. Большую роль в этом
процессе играет технология, так как от правильно выбранной или разработанной
технологии зависят и характеристики конкретного изделия и его стоимость.
Необходимость проектирования сложных радиоэлектронных средств (РЭС) и
требования к сокращению сроков их про ...