Bailescu VladGrupa: 422CLaborator DCE nr 2 13 Decembrie 1999Regimul static al jonctiunii pnExista doua modelarii ale regimului static al jonctiunii pn: modelul analitic si modelul numeric.Modelul analitic are avantajul de a permite o descriere calitativa corecta a functionarii jonctiunii pn si de a pune n evidenta n mod direct (analitic) influenta pe care fiecare parametru al jonctiunii o are asupra caracteristicii electrice. El se bazeaza pe cteva ipoteze restrictive care duc la neglijarea unor factori cu o influenta mai mica asupra acestei caracteristici electrice.Modelul numeric se bazeaza pe rezolvarea numerica a sistemului de ecuatii al semiconductorilor. Avantajele evidente sunt: o mai mare precizie si o mare apropiere de realitatea fizica. Dezavantajul al acestui model este faptul ca uneori procesul de obtinere a solutiei nu este convergent si n general nu se poate pune n evidenta o legatura directa, analitica, ntre parametrii jonctiunii si caracteristica termica.In aceasta lucrare modelul numeric a fost simulat n cadrul laboratorului folosindu-se programul de simulare SYM si programul de vizualizare G1D.De aceea la fiecare punct va fi prezentat doar modelul analitic folosit pentru un dispozitiv cu concentratia de impuritati acceptoare si concentratia de impuritati donoare .1.Largimea zonei de sarcina spatiala.Pentru latimile zonelor de sarcina spatiala s-au folosit relatiileunde marimile ce apar n expresie sunt:-permitivitatea: ;unde permitivitatea relativa a Siliciului si -sarcina elctronului: ;-naltimea barierei de potential: ;-concentratia intrinseca de purtatori: pentru Si la ;-tensiunea termica: la .Cmpul electric maxim care apare n jonctiune este: Tabelul 1TensiuneModel numericModel analitic0 V 0,310,08 0,030,01 -4,98E+5-1,21E+054 V 0,230,23 0,020,02 -3,68E+5-3,56E+058 V 0,320,32 0,030,03 -4,98E+5-4,89E+0512 V 0,380,38 0,040,04 -6E+5-5,93E+052.Conditiile Shockley la marginile zonelor de sarcina.unde este coordonata jonctiunii pe axa Ox si concentratiile initiale sunt: iar este inversul tensiunii termice.Tabelul 2TensiuneModel numericModel analitic0,7 V 9,7E+141,11E+21 1,14E+141,11E+200,8 V 1,07E+155,19E+22 1,08E+145,19E+210,9 V 2,31E+172,43E+24 8,95E+162,43E+231,1 V 4,47E+175,32E+277,15E+175,32E+263.Caracteristica statica a jonctiunii pn.Se studiaza variatia densitatii de curent cu tensiunea aplicata n polarizare directa:unde constantele de difuzie sunt : cu mobilitatile purtatorilor considerate constante: si lungimile de difuzie sunt: cu timpii medii de viata ai purtatorilor:Tabelul 3Tensiune Densitatea de curent
Model numericModel analitic0,715,17,41E+060,751005,07E+070,8583,73,47E+080,852553,32,37E+090,97981,81,62E+100,9518722,51,11E+11135638,97,60E+111,0558914,75,20E+121,188483,83,56E+13Reprezentarea grafica a caracteristicii statice a jonctiunii este:Pentru modelul numericpentru modelul analitic 4.Conditiile Shockley n functie de timpul de viata al purtatorilor.Conform modelului analitic, n acest caz, indiferent de timpul de viata al purtatorilor, concentratiile de purtatori minoritari la marginile zonei de sarcina spatiala sunt constante pentru o tensiune constanta: . Acestea sunt calculate la punctul 2.Tabelul 4Timp de viataModel numericModel analitic1E-6 2,25E+165,19E+22 2,75E+155,19E+211E-7 1,93E+165,19E+22 2,73E+155,19E+211E-8 1,34E+165,19E+22 1,68E+155,19E+21Aceasta arata una dintre marile deficiente ale modelului analitic ignorarea unor influente n scopul obtinerii unei expresii analitice mai simple.
