Scopul
lucrării:
Determinarea
parametrilor structurilor cu bariera semiconductor-semiconductor și
metal-
Dielectric-semiconductor prin metoda măsurării
și prelucrării caracteristicilor experimentale volt-farad.
Noțiuni
teoretice :
1.
Materialele semiconductoare stau la baza tuturor componentelor şi circuitelor electronice discrete sau integrate.Ele posedă unele caracteristici
specifice:
materialele semiconductoare au conductibilitatea mai mare decît cea a
metalelor.
2.
Conductibilitatea
electrică a semiconductoarelor este foarte sensibilă la variațiile de
temperatură :ea crește odată cu temperatura.
3.
Spre
deosebire de metale ,a căror conductibilitate este asigurată exclusiv de
electroni,conductibilitatea electrică a semiconductorilor este asigurată atît
de electroni cît și de goluri.
4.
Dacă
densitățile de electroni și de goluri care participă la conducție sunt egale,se
spune despre semiconduc-tor este intrinsec,iar impuritățile din componența acestuia
nu influiențează asupra proprietăților fizico-chimi-ce ale acestuia.
5.
Dacă
densitățile de electroni și goluri care participă la conducție nu sunt egale,se
spune despre semiconduc-tor că este extrinsec.În funcție de care tip de
purtători de sarcină este majoritar,se disting două tipuri de semiconductori
extrinseci
§ -semiconductori de tip n,în care densitatea
electronilor este mai mare decît densitatea golurilor.
Denumire
|
Ud,V
|
0.1
|
0.3
|
0.5
|
0.7
|
0.9
|
1
|
Д208
|
Cb,pF
|
26.24
|
98.8
|
236.4
|
351.3
|
434.4
|
330
|
G,mS
|
0.045
|
0.804
|
3.82
|
7.87
|
11.8
|
16.65
|
Denumire
|
Ud,V
|
0.1
|
0.3
|
0.5
|
0.7
|
0.9
|
1
|
KД503Б
|
Cb,pF
|
1.17
|
2.41
|
9.73
|
24.1
|
41
|
50.4
|
G,mS
|
0.00104
|
0.0786
|
0.71
|
1.6
|
2.52
|
3
|
Denumire
|
Ui,V
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
Д208
|
Cb,pF
|
12.37
|
9.67
|
8.22
|
7.29
|
6.64
|
6.15
|
5.76
|
5.44
|
5.18
|
4.96
|
G,µS
|
20
|
13.94
|
11.02
|
9.13
|
7.78
|
6.75
|
5.97
|
5.32
|
4.77
|
4.31
|
Denumire
|
Ui,V
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
KД503Б
|
Cb,pF
|
0.85
|
0.79
|
0.74
|
0.71
|
0.68
|
0.66
|
0.64
|
0.62
|
0.61
|
1.02
|
G,µS
|
0.05
|
0.03
|
0.01
|
0.01
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0.25
|
h1
|
h2
|
h3
|
h4
|
h5
|
h6
|
h7
|
h8
|
h9
|
h10
|
1.64149
|
2.09981
|
2.47021
|
2.78534
|
3.058
|
3.30165
|
3.5252
|
3.73256
|
3.91991
|
4.09378
|
h1
|
h2
|
h3
|
h4
|
h5
|
h6
|
h7
|
h8
|
h9
|
h10
|
23.88844
|
25.70275
|
27.43942
|
28.59883
|
29.86055
|
30.76541
|
31.72683
|
33.28717
|
33.28717
|
19.90703
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
6.53*1021
|
1.06*1022
|
1.47*1022
|
1.88*1022
|
2.26*1022
|
2.64*1022
|
3.01*1022
|
3.37*1022
|
3.72*1022
|
4.06*1022
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
1.38*1024
|
1.6*1024
|
1.82*1024
|
1.98*1024
|
2.16*1024
|
2.29*1024
|
2.44*1024
|
2.6*1024
|
2.68*1024
|
9.61*1023
|
Ud,V
|
0.1
|
0.3
|
0.5
|
0.7
|
0.9
|
1
|
Id,mA
|
0.45
|
2.68
|
7.64
|
11
|
13
|
16.65
|
Ui,V
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
Ii,µA
|
20
|
6.97
|
3.67
|
2.28
|
1.55
|
1.12
|
0.85
|
0.66
|
0.53
|
0.43
|
Ud,V
|
0.1
|
0.3
|
0.5
|
0.7
|
0.9
|
1
|
Id,µA
|
10.4
|
262
|
1420
|
2285
|
2800
|
3000
|
Ui,V
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
Ii,nA
|
50
|
15
|
3.3
|
2.5
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
25
|
În acest tip
de semiconductori electronii sunt purtători majoritari de sarcină,iar golurile
sunt purtătorii
minoritari.
§ semiconductori de tip p,în care densitatea
golurilor este mai mare decît densitatea electronilor.
În acest
caz ,golurile sunt purtători majoritari de sarcină ,iar electronii sunt
purtătorii minoritari.
Dioda are două terminale,
fiind deci un dipol. Anodul este conectat la zona
de tip p în timp ce catodul este conectat la zona de tip n. Dacă dioda este
conectată într-un circuit electronic ea se comportă în mod diferit în funcţie
de sensul diferenţei de potenţial la care este supusă.
Din structura sa internă
se poate observa că dacă anodul este la un potenţial mai mic decât catodul,
atunci câmpul extern se va adăuga câmpului intern şi amândouă se vor opune
mai drastic “curgerii” purtătorilor majoritari de sarcină prin joncţiune.
În această situaţie bariera de potenţial va creşte iar despre joncţiune
se spune că este polarizată
invers.
Dacă potențialul anodului este mai mare decât cel al
catodului, câmpul extern şi cel intern vor fi orientate în sens
contrar. Bariera de potenţial se va micşora. Atâta timp cât suma celor două
câmpuri are sensul înspre regiunea p, purtătorii de sarcină majoritari nu se vor
putea deplasa prin joncţiune. În momentul în care câmpul total îşi schimbă
sensul (bariera de potenţial dispare), purtătorii majoritari de sarcină din cele
două zone vor putea traversa joncţiunea şi dioda va fi parcursă de un curent
electric. În acest caz se spune despre diodă că este polarizată direct.
Caracteristici tehnice ale diodelor studiate
în cadrul lucrării de laborator:
Д208-diodă de
siliciu destinată redresării tensiunii cu frecvența de pînă la 1 kHz.
Udmax1V
Uimax=300V
Idmax=100mA
Iimax=50µA
f=1kHz
Temperatura mediului înconjurător:-60
........+125
Umiditatea de 98% la temperatura de 40
Presiunea atmosferică :7*102Pa......3*105Pa
KД503Б-diodă
epitaxială din siliciu,destinate pentru utilizarea ca elemente de comutare în
dispozitivele cu diapazonul de nanosecunde.
Udmax=1,2V
Uimax=30V
Idmax=20mA
Iimax=4µA
fmax=350MHz
Ct=2,5pF
Tmax=70
Tabelele cu datele măsurărilor
Conectare directă
Conectare inversă
Calcule
S=0.1961 mm, ɛS=11.7 , ɛ0=8.85*10-12 F/m
Д208
KД503Б
1/(Cb)2 (concentratia de impuritati)
Д208
KД503Б
Conectare
directă:
Conectare
inversă :
KД503Б
Conectare
directă:
Conectare
inversă :
Concluzie:
Realizînd lucrarea dată de laborator am
stabilit caracteristicile volt-amperice a celor două tipuri de diode.
Am determinat concentrația impurităților în
diodele date ,am observat că concentrația impurităților în dioda Д208 este de 25
de ori mai mare decît în dioda KД503Б.De asemenea am
stabilit că dioda KД503Б la cone-ctarea inversă de la va-loare de 5V pînă la valoarea de 9V nu
conduce curentul electric.Prima diodă este uti-lizată pentru redresarea
tensiunii iar a doua este folosită ca element de comutare în dispozitivele ce
au diapa-zonul de răspuns de ordinul nanosecundelor.
