Порядок расчета сплавного выпрямительного диода

Расчет величин Uпор МОП транзистора с Al n-полиSi и p-полиSi

Напряжение на затворе, при котором индуцируется канал инверсной электропроводности с проводимостью такой же, как в объеме, называется пороговым U_пop.

Воспользовавшись законом Гаусса, величину U_пop для длинно-канальных транзисторов (длина канала много больше, чем толщина обедненных областей переходов стока или истока) можно выразить через плотности зарядов, участвующих в создании инверсного канала:

, (4.20)

где — удельная емкость затвора (4.17).

Знак "+" соответствует величине U_пop для n-канального транзистора, знак "–" — для р-канального. Раскрывая значения плотностей зарядов, входящих в выражение (4.20), и удельной емкости , величину выразим как

, (4.21)

где — плотность поверхностных состояний, .

Выражая в (4.21) ширину обедненного слоя и подставляя вместо , получим

(4.22)

Разность работ выхода металл - полупроводник в зависимости от типа затвора (алюминий или сильнолегированный поликремний - или -типа) рассчитывается по формуле (4.15) или (4.16).

/2q- )= для n – типа; (4.15а)

 

/2q+ для p – типа, (4.15.б)

 

Особенности проектирования КМОП-структуры

 

Расчет паразитных емкостей в СВЧ мощных МОП транзисторах

 

Расчет сопротивления C-И открытого МОП транзистора с вертикальной двойной диффузией (ВДМОПТ)

 

Методика расчета биполярных структур ИМС с заданными эксплуатационными параметрами

 

Особенности физики работы и расчета Uпор к нормальнооткрытым и нормальнозакрытым ПТШ

 

Порядок расчета p-i-n диода

 

 

Образование емкости плавного, резкого и сверхрезкого p-n переходов

 

Эффект защелкивания в КМОП структуре

 

17.Сравнительный анализ электрических параметров n+ p n+ и n+ p n- n+ биполярных структур

 

Геометрия мощных МОП (ВДМОП, ГДМОП, VМОП, UМОП)

 

Основы проектирования активной области СВЧ мощных БТ

 

Сравнительный анализ электрических параметров мощных МОП

 

Методы борьбы со вторичным пробоем мощных БТ

 

Конструкции корпусов мощных СВЧ БТ

 

Методика расчета транзистора биполярной структуры при заданной технологии изготовления ИМС

 

Статические ВАХ и расчет параметров ПТШ

 

Особенности расчета варикапа

 

Сравнительный анализ электрических характеристик ПТУП и ПТШ

 

Расчет прямой ветви ВАХ диода

 

Порядок расчета сопротивления базы диода.

 

Проектирование топологии СВЧ мощных БТ

 

Сравнительный анализ частотных параметров мощных полевых транзисторов (ВДМОП, ГДМОП, VМОП)

 

Эффект паразитного управления современной структурой ПТШ

 

Особенности расчета фотодиодов

 

Расчет обратной ветви ВАХ

 

Расчет толщины подзатворного диэлектрика, концентрации акцепторов при минимальной длине канала ВДМОП

 

Порядок расчета сплавного выпрямительного диода

Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный.

1.Расчетная часть

Рисунок 1.1- Структурная схема кремниевого диода

К элементам схемной модели для малых переменных сигналов в p-n переходе относятся такие элементы как: диффузионная С_диф. и барьерная С_б емкости, радиус базы R_б.

1. Расчет радиуса базы R_б.

Rб= (1.1)

Где rб-удельное сопротивление базы (rб=0,28….3,2 Ом*см);

W-ширина базы (W=23 мкм);

S– площадь p-n –перехода;

1.1 Определим площадь p-n перехода:

S=pа² 1.2)

S=3.14*(18*10^-4)²=1,018*10^-5

1.2 Вычислим удельное сопротивление базы ρ_б

(1.3)

σ_n-удельная проводимость

2.Расчет диффузионной емкости

Определение диффузионной емкости

(2.4)

где S– площадь p-n –перехода;

I_s – ток насыщения, A;

t_p– время жизни.

T – температура;

k – постоянная Больцмана.

Для расчета диффузионной емкости предварительно определим:

2.1 Ток насыщения

(2.5)

где D_n, D_p - коеффициент диффузии

L_n, L_p - диффузионные длины

n_p, p_n - концентрации носителей

2.1.1 Вычислим D_n и D_p(коеффициенты диффузии):

(2.6)

где j_Т –термодинамический потенциал, В;

2.1.2 Термодинамический потенциал вычисляется по формуле:

(2.7)

где Т– температура, К;

q – заряд электрона;

k – постоянная Больцмана.

При температуре 300° К получим величину φ_Т=0.026 В

2.1.3 Определение подвижностей носителя тока

μ_n=μ_nэ (2.8)

μ_р=μ_рэ (2.9)

Подставив в формулу (1.6), найденные величины из формул (1.7)-(1.9) найдем коеффициенты диффузии:

2.1.4 Определение диффузионных длин

(2.10)

(2.11)

где t_n и τ_р– время жизни

Подставив из формулы (1.6) найденные значения получим:

L_n= (см)

L_p= (см)

2.1.5 Нахождение концентраций

Для нахождения концентраций воспользуемся законом действующих масс

, (2.12)

Определим концентрацию собственных носителей для Si, концентрация собственных носителей определяется по формуле:

, (2.13)

где см^-3

N_c – эффективная плотность состояний

∆W-ширина запрещенной зоны

при Т=300º К N_c=1.04*10¹⁹ см^-3

выразим из (2.12) концентрации носителей получим такие выражения:

, , (2.14)

р_і=n_i (для идеального p-n перехода)

n_i=1.4*10¹⁰ см^-3

p_i=1.4*10¹⁰ см^-3

Имея все необходимые данные для вычисления тока насыщения по формуле (2.5), получим:

Имея необходимые величины для вычисления диффузионной емкости по формуле (2.5) вычислим С_д

3.Определение барьерной емкости

(3.1)

где S – площадь p-n – перехода;

e – диэлектрическая проницаемость, e =16;

e_o – диэлектрическая проницаемость вакуума, e_o =8.86* 10^-9;

j_к– контактная разность потенциалов;

U_обр– приложенное напряжение.

Согласно условию U_обр.=0.4U_проб.

Для p±n U_проб.=86ρ_б ^0.64 (3.2)

3.1 Вычислим удельное сопротивление базы ρ_б:

(3.3)

σ_n-удельная проводимость

ρ_б= Ом*см

3.2 Вычислим U_проб. и U_обр.:

Из формулы 3.2. вычислим U_проб.

Согласно условию вычислим U_обр

3.3 Вычислим j_к (контактная разность потенциалов)

(3.4)

Имея все необходимые величины расчитаем С_б

Из формулы 3.1, получим: