Записать условие электрической нейтральности для областей эмиттера и базы, так же для всей системы в состоянии равновесия

1.Область эмиттера n –типа.

Отрицательный суммарный заряд электронов (основных носителей) уравновешен суммарным зарядом положительных ионов дырок.

2. Область базы p – типа.

Положительный суммарный заряд основных носителей (дырок) уравновешен отрицательным суммарным зарядом неподвижных ионов акцепторов.

3. Условие электрической нейтральности

Σ⁺q = Σ^-q

Сумма положительных зарядов, равна сумме отрицательных зарядов.

Нейтральность нарушается только вблизи границ в обедненной области), хотя в целом

p – n переход тоже нейтрален, т.к.

𝑄дон + = 𝑄акц^-

𝑄дон = 𝑞∗𝑙э ∗𝑆∗𝑁дон

𝑄акц = 𝑞∗𝑙б ∗𝑆∗𝑁акц

𝑞∗𝑙э ∗𝑆∗𝑁дон = 𝑞∗𝑙б∗𝑆∗𝑁акц

𝑙э ∗𝑁дон = 𝑙б ∗𝑁акц , т.к. 𝑁дон ≫𝑁акц , значит 𝑙э ≪𝑙б . Весь переход расположен в базе.

8. Приложить к заданному p – n – переходу сначала прямое, потом обратное напряжение и на одном графике построить вольтамперные характеристики (ВАХ) для двух значений температур t₂ и t₁. Пояснить влияние температуры на прямую и обратную ветви ВАХ.

T₁ = 293К, Т₂ = 333К

Диффузионная емкость рассчитывается по формуле: , где
=10^-6 с – время жизни неосновных носителей в базе.

Барьерная емкость рассчитывается как емкость плоского конденсатора:

1) Рассчитаем значение для температуры T₁ = 293 К. Полученные значения запишем в таблицу №1:

При U=0,15B:

При U=0,2B:

При U=0,25B:

При U=0,275B:

При U=0,3B:

Рассчитаем значение :

Рассчитаем барьерную емкость:

2) Рассчитаем значение I_пр для температурыT₂= 333К.

Рассчитаем концентрацию дырок в области n, считая, что концентрация основных носителей не изменилась:

Рассчитаем тепловой ток:

Таблица №1

	Uпр, В	0,15	0,2	0,25	0,275	0,3
Т1=293К	Iпр, мА	1,12	8,1	58,6	157,6	423,5
Сдиф, пФ	44,2
Сбар, пФ	10,1	11,06	12,27	13,07	14,06
Т2=333К	Iпр, мА	7,3	42,1	340,3	574,2

1) Рассчитаем для температуры :

U_обр = -0,05; -0,1; -0,15; -0,2; -1; -2 В.

Рассчитаем барьерную емкость:

2) Рассчитаем значение I_обр для температуры T₂= 333К, j_т = 0,0287 В

Таблица №2

	Uобр, В	-0,05	-0,1	-0,15	-0,2	-1	-2
Т1=293К	Iобр, мкА	-2,58	-2,94	-2,99	-2,998	-3	-3
Сбар, пФ	7,98	7,65	7,33	7,03	4,68	3,60
Т2=333К	Iобр, мкА	-32,6	-38,4	-39,4	-39,56	-39,56	-39,56

Вольт-амперная характеристика.

Ток, проходящий через n⁺ – p – переход, зависит от величины и полярности приложенного напряжения. Это зависимость выражается формулой:

I - ток через p – n – переход;

I₀ - тепловой ток;

U - приложенное внешнее напряжение;

– температурный потенциал.

Из формулы видно, что ток через p – n – переход зависит не только от приложенного напряжения, но и от температуры.

Влияние температуры на прямую и обратную ветви ВАХ p-n-перехода показано штриховой линией (Рис 1.1). Прямая ветвь при более высокой температуре располагается левее, а обратная – ниже. Таким образом, повышение, температуры при неизменном внешнем напряжении приводит к росту как прямого, так и обратного токов. Причиной такого влияния повышения температуры является уменьшение прямого и обратного сопротивлений из-за термогенерации пар носителей заряда, а также из-за снижения потенциального барьера и увеличения энергии подвижных носителей зарядов.