Методические указания к решению данной задачи.

Емкость сплавного перехода может быть рассчитана по формуле для ступенчатого p-n перехода. Удельная емкость

 

может быть рассчитана по этой формуле, т.к. согласно условиям задачи . Полное напряжение на переходе

 

 

при внешнем напряжении и

 

 

при внешнем напряжении .

Необходимо вычислить удельные емкости p-n перехода при напряжениях U₁ и при U₂., затем вычислить полные ёмкости, умножив полученные значения удельных емкостей на площадь р-п перехода.

 

Задача 5.3 (для самостоятельного решения).

Дано: p-n переход транзистора получен диффузией примеси в однородно легированный полупроводник. Произведение . Площадь p-n перехода . Контактная разность потенциалов , , в области перехода. Определить при обратных напряжениях U = 7, 10 и 15 В зарядную емкость перехода, заряды в p- и n- областях и толщину обедненного слоя.

 

Методические указания.

Заданный характер распределения по координате концентрации легирующей примеси характерен для p-n перехода база-коллектор транзисторных структур. Поскольку в области перехода можно считать , то данный переход относится к классу линейно-плавных переходов. Емкость такого перехода

 

.

Полное напряжение на переходе определяется с учетом контактной разности потенциалов будет равно сумме приложенного напряжения и .Тогда емкость

.

 

Толщина обедненного слоя при полном напряжении на переходе 7,3 В:

Закон изменения заряда в случае линейного плавного перехода будет повторять закон изменения концентрации. Поскольку в области перехода , то заряд

 

.

Учитывая, что и , можно записать

.

Расчет C, d и Q при других значениях приложенного к переходу напряжения проводится аналогично.

Задача 5.4 (для самостоятельного решения).

Дано: высота потенциального барьера ступенчатого (резкого) p-n перехода в кремнии ; концентрация примеси в одной из областей p-n перехода много меньше, чем в другой; концентрация примеси в менее легированной области. Требуется рассчитать удельные и полные значения зарядной (барьерной) емкости p-n перехода, соответствующие приложенным к нему значениям напряжения обратного смещения и . Площадь p-n перехода 4 . Относительная диэлектрическая проницаемость кремния =12. Варианты заданий даны в табл.5.2.

 

 

Таблица 5.2

Варианты заданий к задаче 5.4

 

Вариант	, В	Концентрация примеси в менее легированной области,	Значения напряжения обратного смещения U, В
			1,5
	1,2		0,5	1,8
	1,5		1,0	2,5
			1,0	2,0
	2,5		1,5	7,5
			1,5	5,5
	1,2		1,8	7,3
	1,5		1,5	3,5
			1,0	8,0
	2,5		1,5	7,5