Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Обработка результатов. Оформление экспериментальных данных и




Оформление экспериментальных данных и

Порядок проведения эксперимента

Порядок работы с прибором

 

Перед включением прибора необходимо:

1. Тумблер "измерение"-"калибр" установить в положение "калибр".

2. Ручки потенциометров "установка Uсмещ" установить в крайнее левое положение.

3. Ручки потенциометров "калибр"-"плавно", "грубо" также установить в крайнее левое положение.

4. Установить исследуемый полупроводниковый прибор в измерительную цепь. Для этого необходимо снять колпачок с надписью Сх и, соблюдая полярность, подключить исследуемый прибор к клеммам "+", "-", помня, что p-n-переход должен быть смещен в обратном направлении.

5. Тумблером "сеть" включают прибор и после двухминутного прогрева он готов к работе.

6. Переключатель "частоты" устанавливают на необходимую частоту.

7.Переключатель "калибровка" Сх ставится в положение требуемого диапазона измерения емкости. Ручками потенциометров "калибровка" "грубо", "плавно" устанавливают стрелку прибора Сх на последнее деление шкалы.

8. Ручкой потенциометра установки "0" вольтметра устанавливают стрелку прибора вольтметра на нулевое деление, предварительно выбрав необходимый предел измерения вольтметра.

9.Ручками потенциометров "установка Uсмещ" задают необходимое напряжение смещения.

10.Тумблер "калибр" - "измерение" ставят в положение "изме­рение" и производят отсчет емкости по шкале прибора "Сх".

 

 

1.Ознакомиться со схемой измерительной установки и порядком работы.

2. Получить у преподавателя полупроводниковые приборы: диоды типа Д7 и Д223, транзисторы типа МП15.

3. Провести измерение барьерной емкости p-n-переходов при изменении обратного смещения от 2 до 20 В.

4. Результаты всех измерений представить в виде таблицы (см. приложение, табл. 5.1).

 

 

1.Построить зависимость lg C = f(lg U) по данным эксперимента для каждой серии измерений. Определить тангенс угла наклона для каждого графика.

2. Построить по экспериментальным данным для тех приборов, у которых в п. 1 тангенс угла наклона равен 1/2, зависимость C-2 = f(U), а для приборов с тангенсом угла наклона 1/3 - зависимость C-3 = f(U).

3.Определить из построенных в п. 2 графиков контактную разность потенциалов jx. Сравнить полученную величину с теоретической (см. приложение).

4.Определить по наклону зависимостей C-2=f(U) и C-3=f(U), построенных в п. 2, концентрацию легирующей примеси в слаболегированной области р+ - n-перехода или градиент концентрации. Величина диаметра контакта для расчета площади p-n-перехода дается в табл. 5.2. (см. приложение).

5.Оценить величину максвелловского времени релаксации для исследуемых переходов.

 

Приложение

При оформлении лабораторной работы рекомендуется представить все расчеты в виде таблиц:

 

Таблица 5.1

U, B lg U C, пф lg C примечание
             

 

 

Таблица 5.2

Данные Тип прибора
Д7 Д22 МП20 П105
Диаметр p-n- перехода, мм   1,0 0,3 0,8 0,7
Марка материала базы ГЭС26/1,5 КЭФ7,5/5,0 ГЭС3/07 КЭФ4/0,5

 

 

Примечания

1. Марка материала ГЭС 26/1,5 означает: германий электронный, легированный сурьмой с удельным сопротивлением r = 26 Ом.см, диффузионная длина дырок Lp = 1,5 мм (КЭФ - кремний электронный, легированный фосфором).

2. При расчете jк использовать формулу и считать, что концентрация акцепторов в р+ области составляет 1019 см-3.

 

Контрольные вопросы:

 

1. Чем обусловлено наличие емкости p-n-перехода?

2. В каком смысле можно представить себе емкость p-n-перехода как емкость плоского конденсатора?

3. Почему емкость p-n-перехода является функцией приложенного напряжения?

4. В чем состоит различие между барьерной и диффузионной емкостью p-n-перехода?

5. Какие методы могут быть использованы для измерения емкости p-n-переходов?

6. В чем заключается метод измерения емкости с помощью емкостно-омического делителя?

7. Какие сведения о структуре запирающего слоя могут быть получены из измерения зависимости емкости p-n-перехода от напряжения?

 

Литература

1. Ю.А. Байков, В.М. Кузнецов “Физика конденсированного состояния” М, Бином, 2011.

2. Г.И. Епифанов “Физика твёрдого тела” СП. б. Лань. 2009.

3. В.Л. Матухин, В.Л. Ермаков “ Физика твёрдого тела ” СП. б. Лань. 2009

4. В.В. Пасынков, Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы. М., ВШ, 2014

Приложение 1. Параметры германия, кремния и арсенида галлия

 

Параметр Ge Si GaAs
Плотность, г/см3. 5.32 2.33 5.32
Атомная масса 72.60 28.1 144.6
Плотность атомов, см-3. 4.4*1022 5*1022 2.2*1022
Относительная диэлектрическая проницаемость      
Ширина запрещенной зоны,эВ при Т=0К при Т=300К   0.785 0.72   1.21 1.12   1.52 1.43
Эффективная масса m*/m0   Электронов   дырок     0.12     0.26   0.068
0.28   0.49 0.12
Подвижность электронов, см2/(В с).      
Подвижность дырок, см2/(В с).      
Собственная концентрация носителей ni (Т=300К), см-3. 2.5*1013 1.4*1010 1.3*107
Электрическое поле пробоя Екр,кВ/см      
Собственное удельное сопро- тивление Ом см (при Т=300К)   2*105 5*106
Коэффициент диффузии электро- нов, см2/с.     212.5
Коэффициент диффузии дырок, см2/с.      
Коэффициент теплопроводности , Вт/(К см). 0.64 1.45 0.46
Дрейфовая скорость насыщения, см/c электронов Дырок   6*106 6*106 107 8*106 107 -----
Эффективная плотность состояний, см-3. Nc (T=300К) Nv (T=300К)   1.04*1019 6.1*1018   2.8*1019 1.02*1019   4.4*1017 8.6*1018

Приложение 2. Фундаментальные физические постоянные

 

Масса покоя электрона m0=9.1*10-31 кг

 

Заряд электрона e= 1.6*10-19 Кл

 

Магнитная проницаемость

вакуума m0=4p*10-7Гн/м

 

Диэлектрическая проницаемость

свободного пространства e0=1/ m0*c2=8.85*10-14 Ф/см

 

Скорость света в вакууме с=2.99*1010 см/с

 

Постоянная Планка h=6.62*10-34 Дж с= 4.14*10-15эВ с

 

Постоянная (число) Авогадро NАВ=6.02*1023 1/моль

 

Универсальная газовая

постоянная R=8.31 Дж/ (моль К)

 

Постоянная Больцмана k= R/N= 1.38*10-23 Дж/к=8.6*10-5 эВ/к

Постоянная Стефана-

Больцмана s=5.67*10-8 Вт/(м24)

 

1эВ=1.6*10-19 Дж, 1 Ом*см= 104Ом*мм2

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-11-20; Просмотров: 467; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.019 сек.