Задача 5. Известно, что при Т = 300 К кремниевый диод pn+-типа, т.е

Известно, что при Т = 300 К кремниевый диод pn ⁺-типа, т.е. с повышенным уровнем легирования n -области, имеет следующие параметры: W_p = 100 мкм; D_n = 20 см²с^–1; ; А = 10^–3 см². Вычислите:

а) избыточную концентрацию электронов в p-области как функцию расстояния от плоскости перехода, считая, что ток I = 1,2 мА;

б) электрический заряд, накопленный в нейтральной p -области;

в) номиналы основных элементов эквивалентной схемы диода для малого сигнала при заданном токе I, т.е. дифференциального (динамического) сопротивления и диффузионной емкости.

Решение:

а) Диффузионная длина электронов Так как W_p = 100 мкм, то W_p >> L_n; имеем диод с толстой базой.

откуда избыточная концентрация носителей при x = 0

б)

в) Дифференциальная проводимость определяется как крутизна (пропорциональная тангенсу угла наклона) вольт – амперной характеристики диода

tg α = ,

откуда находим дифференциальное сопротивление r = U_T /I = 21,7 Ом и диффузионную емкость С _диф = τ_р I / U_T = 8,8 нФ.