Задачі для розв’язування. Задача 11. Діод із р-n- переходом створено методом дифузії акцепторної домішки р-типу (бор) у рівномірно леговану силіцієву пластину n-типу провідності з

Задача 11. Діод із р-n- переходом створено методом дифузії акцепторної домішки р -типу (бор) у рівномірно леговану силіцієву пластину n -типу провідності з концентрацією домішки 1,1^.10²¹ ат/м³ так, що виник лінійний перехід із градієнтом концентрації k_T =1^.10²⁸ ат/м². Товщина областей у напрямі проходження носіїв заряду W_n =1,5 мкм, W_p =2 мкм. Дифузійна довжина дірок в області n-типу L_p = 30 мкм, а дифузійна довжина електронів в області p-типу L_n =20 мкм. Коефіцієнт дифузії домішок D_p =1,2^.10^-3 м/с², а коефіцієнт дифузії електронів D_n =3,4^.10^-3 м/с². Площа p-n- переходу діода S =300 мкм².

1. Розрахувати висоту потенціального бар’єра; товщину області просторового заряду за умов рівноваги; максимальну напруженість внутрішнього електричного поля в області просторового заряду; товщину області просторового заряду за умов зворотного зміщення переходу. Напруга зворотного зміщення U_RD = -5 B.

2. Визначити питому ємність переходу за відсутності зовнішнього зміщення та умов зворотного зовнішнього зміщення U_RD = -5 B.

3. Розрахувати концентрації надлишкових носіїв заряду, інжектованих у кожну з областей переходу за умов прямого зміщення U_FD = +0,6 B.

4. Розрахувати повний струм, який проходить крізь діод, за умов прямого зміщення U_FD = +0,6 B.

5. Визначити зворотний струм насичення діода.

Задача 12. Розрахувати величину електричного струму, який проходить через р-n -перехід, при температурі 400 К, якщо струм власних носіїв заряду дорівнює I₀ = 20 мА, а на р-n -перехід діє пряма напруга величиною 0,05 В. Пояснити характер залежності струму від прикладеної напруги.

Задача 13. Розрахувати величину електричного струму, який проходить через р-n-перехід, при температурі 500 К, якщо струм власних носіїв заряду дорівнює I₀ = 20 мА, а на р-n-перехід діє зворотна напруга величиною 0,05 В. Зобразити графічно характер залежності струму від прикладеної напруги.

Задача 14. Розрахувати максимальне електричне поле Е і ширину областей просторового заряду W_n і W_p в германії (Ge) з електронною та дірковою провідністю для p-n- переходу в умовах рівноваги. =10 Ом^.см, =1 Ом^.см.

Задача 15. У кремнієвому p-n- переході площиною S = =10^-3 см² і концентраціями легувальної домішки N_D = N_A =10¹⁸ см^-3 при кімнатній температурі Т = 300 К відбувається накопичення заряду. Розрахувати накопичений заряд і час, за який зворотне зміщення зростає від 0 до -10 В, якщо величина струму через діод дорівнює 1 мА.