Modelarea, Calcularea și Proiectarea unei Diode

1. Sarcina lucrării: proiectarea si calculul dispozitivului electronic cu o jonctiune (dioda).

2. Parametrii diodei proiectate (datele de catalog).

Vom proiecta dioda stabilizatoare Д814Д (producator Rusia) cu următorii parametri:

Tipul

diodei Caracteristicile de limită

a parametrilor la T=25oC Caracteristicile parametrilor la

- Ust.nom-tensiunea nominala de stabilizare;

- I st.nom-curentul nominal de stabilizare;

- Pmax - puterea maximala disipata;

- Ust. –tensiunea de stabilizare;

- rst. – rezistenta diferentiala a stabilitronului;

- ast. – coefecientul de temperatura de stabilizare a stabilitronului;

- Ist. –curentul de stabilizare;

- Tmax – temperatura maxima admisibila;

3.Datele măsurate, rezultatele măsurărilor:

La polarizarea directă:

La polarizarea inversă:

4. Calcularea grafică a potenţialului :

Din graficul am extrapolat pănă la intersecţia cu axa absciselor şi am obţinut din grafic valoarea potenţialului de contact

5. Selectarea materialului:

Din dependenţele măsurate , am concluzionat că profilul joncţiunii este abrupt. Materialul din care vom confecţiona dioda este Si, care este unul dintre cele mai ieftine şi uşor de găsit materiale semiconductoare.

Vom lua structura:

6. Calculul concentraţiilor ( ):

Pentru joncţiune cu profil abrupt avem că:

Mai putem scoate că:

Vom alegem , atunci avem:

Pentru joncţiunea abruptă avem profilul prezentat in anexa. La obţinerea joncţiunii, vom dopa materialul de bază ― n-Si cu Bor (impurităţi acceptore) obţinînd structura p+-n.

Executăm difuzia Borului în Siliciu la temperatura de 1200oC.

Coeficientul de difuzie a Borului în Siliciu la temperatura de 1200oC este D(1200 oC)=3*10-12 cm2/s.

Solubilitatea impurităţii în aceste condiţii este

N0(1200 oC)=3*1020 cm-3.

Vom determina dependenţa NA=NA(x,t). Facem difuzia dintr-o sursa limitata:

7. Determinăm lăţimea joncţiunii :

8. Determinăm distribuţia potenţialului şi a cîmpului electric în joncţiune, determinăm sarcina de volum:

Calculăm după formulă, potenţialul de contact

Calculam dependenţa