Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
► ÔN VLBD CUỐI KÌ ◄
❖ Chương 4: Chuyển tiếp PN
•
Chuyển tiếp PN
1. Kể tên 4 bước chính trong quá trình planar để chế tạo chuyển tiếp PN. Tác dụng
của lớp SiO2 là gì?
** Theo thứ tự là:
1. Oxy hóa
2. Quang khắc
3. Khuếch tán hay cấy ion
4. Kim loại hóa
** Lớp SiO2 được dùng làm lớp cách điện trong một số cấu trúc công cụ hay làm
các rào chắn sự khuếch tán và cấy trong chế tạo dụng cụ.
2. Định nghĩa của chuyển tiếp PN loại bước (step), loại biến đổi đều (graded)
**Loại bước:
+ Cấu tạo: khuếch tán cạn hay cấy ion NL thấp.
+ Phân bố tạp chất: xấp xỉ bằng sự chuyển đột ngột nồng độ pha tạp giữa n và p.
**Loại p+n:
+ Nồng độ tạp chất bên N (ND) >> nồng độ tạp chất bên P (NA)
+ Miền cùng kiệt hầu như nằm bên P (vì WP/WN = ND/NA >> 1 → WP >> WN).
### Loại pn+ tương tự
**Loại biến đổi đều:
+ Cấu tạo: khuếch tán sâu hay cấy ion NL cao.
+ Sự phân bố tạp chất: thay đổi tuyến tính qua chỗ chuyển tiếp p-n
3. Sự tạo thành chuyển tiếp p-n.
**Sự tạo thành: Tại lớp chuyển tiếpp p-n
+ Electron: khuếch tán từ n → p
Khi e liên kết lỗ → 1 cặp e-lỗ biến mất
+ Lỗ: từ p→ n
→ hình thành lớp nghèo
**Miền nghèo:
+ Không có hay có rất ít hạt tải điện.
+ Điện trở rất lớn
+ Về phía n: có Donor tích điện +
+ Về phía p: có Acceptor tích điện –
**Dòng điện:
+ Thuận: p sang n
+ Nghịch: n sang p
**Dòng điện trôi: ngược chiều với dòng khuếch tán
•
Chuyển tiếp PN chưa có phân cực (với chuyển tiếp bước) (chuyển tiếp PN ở điều kiện cân
bằng).
1. Sự hình thành miền nghèo-chuyển động của hạt dẫn?
### Xem phần trên
2. Miền nghèo, miền trung hòa?
Miền trung hòa
Miền trung hòa
3. Rào thế (thế nội khuếch tán)?
**Định nghĩa: là HĐT giữa miền trung hòa bên P và bên N ở cân bằng nhiệt.
**Công thức:
=
(
2
)= . (
ồ độ ℎạ ẫ đ ố ê à
ồ độ ℎạ ẫ ℎể ố ê
)
### Vd:
(đ ố ê ) 0
= . {(ℎể
ố ê ) 0
(đ ố ê ) 0
} = . {(ℎể
ố ê ) 0
}
4. Miền điện tích không gian (miền nghèo)
**Với:
+ W: bề rộng miền nghèo
+ WP,WN: bền rộng miền cùng kiệt bên P,
bên N.
+ Em: điện trường cực đại tại giao tiếp PN
+ : hằng số điện môi của bán dẫn
5. Nhận biết sự phân cực ở chuyển tiếp?
**Công thức:
= −
**Với: + VP: điện thế ở đầu anot (tại P)
+ VN: điện thế ở đầu catot (tại N)
**Nhận biết:
+ <0: phân cực ngược → bề rộng miền cùng kiệt lớn → R lớn
+ =0: không phân cực
+ >0: phân cực thuận → bề rộng miền cùng kiệt nhỏ → R nhỏ
•
Chuyển tiếp PN phân cực thuận
1. **Định nghĩa: Vp > VN → VA > 0
**Khi phân cực thuận tăng → miền cùng kiệt giảm → điện trở giảm
2. **Công thức bề rộng miền nghèo: (dưới)
3. **Dòng điện thuận:
⁄
= ( − 1)
**Với: IS : dòng điện bão hòa ngược . t0 tăng → IS tăng
•
Chuyển tiếp PN ở phân cực ngược
1. **Định nghĩa: VP < VN → VA < 0
**Khi phân cực ngược tăng → miền cùng kiệt tăng → điện trở tăng
2. **Công thức bế rộng miền nghèo: (dưới)
•
Công thức bề rộng miền cùng kiệt (nhớ)
**Tổng quát:
= 0 . √1 −
+ Không phân cực:
•
= 0 = √
2 .
+ Phân cực thuận:
= 0 . √1 −
+ Phân cực ngược:
= 0 . √1 +
.(
1
+
1
)
**VA = VF > 0
**VA = -VR < 0
Dòng điện sinh tái hợp
1. **Phân cực thuận thấp (điện áp thấp, ni nhỏ) → dòng tái hợp thắng thế
**Phân cực thuận cao hơn (điện áp lớn) → dòng khuếch tán thắng thế
**Pt khi có sinh tái hợp:
= (
⁄ƞ
− 1)
**Với: ƞ là hệ số lí tưởng (hệ số phát xạ) có giá trị từ 1 → 2 (tùy vật liệu)
**Độ dốc khác nhau do ƞ ảnh hưởng
** ƞ càng nhỏ → độ dốc càng lớn
•
Điện trở vật liệu khối RS
**Công thức dòng điện khi có RS:
( − . )
⁄ƞ
{
=
− 1}
**Tác động của RS đến đặc tuyến I-V: RS càng nhỏ → độ dốc càng lớn
•
Điện dung miền cùng kiệt của chuyển tiếp PN
**Định nghĩa:
+ Xét chuyển tiếp PN với phân cực ngược (VA = –VR < 0) → hình thành điện dung miền nghèo.
+ Điện dung miền cùng kiệt trên một đơn vị diện tích mặt cắt ngang Cdep:
=
=√
2 ( + )
.(
1
+
1
)
**Áp ngược VR tăng → Cdep giảm và ngược lại → ứng dụng chế tạo diode biến dung.
•
Các mô hình diode: (chưa kể đến vùng đánh thủng)
**Phân cực thuận:
+ VD = 0
+ ID phụ thuộc mạch ngoài
**Phân cực ngược: VD < 0
**VAK ≥ VON → VD = VON , ID phụ thuộc mạch ngoài
**VAK < VON → ID = 0
** VAK ≥ VON → VD = rd.ID + VON
**VAK < VON → ID = 0
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
► ÔN VLBD CUỐI KÌ ◄
❖ Chương 4: Chuyển tiếp PN
•
Chuyển tiếp PN
1. Kể tên 4 bước chính trong quá trình planar để chế tạo chuyển tiếp PN. Tác dụng
của lớp SiO2 là gì?
** Theo thứ tự là:
1. Oxy hóa
2. Quang khắc
3. Khuếch tán hay cấy ion
4. Kim loại hóa
** Lớp SiO2 được dùng làm lớp cách điện trong một số cấu trúc công cụ hay làm
các rào chắn sự khuếch tán và cấy trong chế tạo dụng cụ.
2. Định nghĩa của chuyển tiếp PN loại bước (step), loại biến đổi đều (graded)
**Loại bước:
+ Cấu tạo: khuếch tán cạn hay cấy ion NL thấp.
+ Phân bố tạp chất: xấp xỉ bằng sự chuyển đột ngột nồng độ pha tạp giữa n và p.
**Loại p+n:
+ Nồng độ tạp chất bên N (ND) >> nồng độ tạp chất bên P (NA)
+ Miền cùng kiệt hầu như nằm bên P (vì WP/WN = ND/NA >> 1 → WP >> WN).
### Loại pn+ tương tự
**Loại biến đổi đều:
+ Cấu tạo: khuếch tán sâu hay cấy ion NL cao.
+ Sự phân bố tạp chất: thay đổi tuyến tính qua chỗ chuyển tiếp p-n
3. Sự tạo thành chuyển tiếp p-n.
**Sự tạo thành: Tại lớp chuyển tiếpp p-n
+ Electron: khuếch tán từ n → p
Khi e liên kết lỗ → 1 cặp e-lỗ biến mất
+ Lỗ: từ p→ n
→ hình thành lớp nghèo
**Miền nghèo:
+ Không có hay có rất ít hạt tải điện.
+ Điện trở rất lớn
+ Về phía n: có Donor tích điện +
+ Về phía p: có Acceptor tích điện –
**Dòng điện:
+ Thuận: p sang n
+ Nghịch: n sang p
**Dòng điện trôi: ngược chiều với dòng khuếch tán
•
Chuyển tiếp PN chưa có phân cực (với chuyển tiếp bước) (chuyển tiếp PN ở điều kiện cân
bằng).
1. Sự hình thành miền nghèo-chuyển động của hạt dẫn?
### Xem phần trên
2. Miền nghèo, miền trung hòa?
Miền trung hòa
Miền trung hòa
3. Rào thế (thế nội khuếch tán)?
**Định nghĩa: là HĐT giữa miền trung hòa bên P và bên N ở cân bằng nhiệt.
**Công thức:
=
(
2
)= . (
ồ độ ℎạ ẫ đ ố ê à
ồ độ ℎạ ẫ ℎể ố ê
)
### Vd:
(đ ố ê ) 0
= . {(ℎể
ố ê ) 0
(đ ố ê ) 0
} = . {(ℎể
ố ê ) 0
}
4. Miền điện tích không gian (miền nghèo)
**Với:
+ W: bề rộng miền nghèo
+ WP,WN: bền rộng miền cùng kiệt bên P,
bên N.
+ Em: điện trường cực đại tại giao tiếp PN
+ : hằng số điện môi của bán dẫn
5. Nhận biết sự phân cực ở chuyển tiếp?
**Công thức:
= −
**Với: + VP: điện thế ở đầu anot (tại P)
+ VN: điện thế ở đầu catot (tại N)
**Nhận biết:
+ <0: phân cực ngược → bề rộng miền cùng kiệt lớn → R lớn
+ =0: không phân cực
+ >0: phân cực thuận → bề rộng miền cùng kiệt nhỏ → R nhỏ
•
Chuyển tiếp PN phân cực thuận
1. **Định nghĩa: Vp > VN → VA > 0
**Khi phân cực thuận tăng → miền cùng kiệt giảm → điện trở giảm
2. **Công thức bề rộng miền nghèo: (dưới)
3. **Dòng điện thuận:
⁄
= ( − 1)
**Với: IS : dòng điện bão hòa ngược . t0 tăng → IS tăng
•
Chuyển tiếp PN ở phân cực ngược
1. **Định nghĩa: VP < VN → VA < 0
**Khi phân cực ngược tăng → miền cùng kiệt tăng → điện trở tăng
2. **Công thức bế rộng miền nghèo: (dưới)
•
Công thức bề rộng miền cùng kiệt (nhớ)
**Tổng quát:
= 0 . √1 −
+ Không phân cực:
•
= 0 = √
2 .
+ Phân cực thuận:
= 0 . √1 −
+ Phân cực ngược:
= 0 . √1 +
.(
1
+
1
)
**VA = VF > 0
**VA = -VR < 0
Dòng điện sinh tái hợp
1. **Phân cực thuận thấp (điện áp thấp, ni nhỏ) → dòng tái hợp thắng thế
**Phân cực thuận cao hơn (điện áp lớn) → dòng khuếch tán thắng thế
**Pt khi có sinh tái hợp:
= (
⁄ƞ
− 1)
**Với: ƞ là hệ số lí tưởng (hệ số phát xạ) có giá trị từ 1 → 2 (tùy vật liệu)
**Độ dốc khác nhau do ƞ ảnh hưởng
** ƞ càng nhỏ → độ dốc càng lớn
•
Điện trở vật liệu khối RS
**Công thức dòng điện khi có RS:
( − . )
⁄ƞ
{
=
− 1}
**Tác động của RS đến đặc tuyến I-V: RS càng nhỏ → độ dốc càng lớn
•
Điện dung miền cùng kiệt của chuyển tiếp PN
**Định nghĩa:
+ Xét chuyển tiếp PN với phân cực ngược (VA = –VR < 0) → hình thành điện dung miền nghèo.
+ Điện dung miền cùng kiệt trên một đơn vị diện tích mặt cắt ngang Cdep:
=
=√
2 ( + )
.(
1
+
1
)
**Áp ngược VR tăng → Cdep giảm và ngược lại → ứng dụng chế tạo diode biến dung.
•
Các mô hình diode: (chưa kể đến vùng đánh thủng)
**Phân cực thuận:
+ VD = 0
+ ID phụ thuộc mạch ngoài
**Phân cực ngược: VD < 0
**VAK ≥ VON → VD = VON , ID phụ thuộc mạch ngoài
**VAK < VON → ID = 0
** VAK ≥ VON → VD = rd.ID + VON
**VAK < VON → ID = 0
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links