Методические указания к лабораторным работам Рязань 2013

1.1. Емкость барьера Шоттки В зависимости от соотношения работ выхода (уровней Ферми) материалов и типа проводимости полупроводника, при контакте металла с полупроводником возможны четыре ситуации. При этом в двух ситуациях наблюдается возникновение обогащенного слоя, а в двух – обедненного и даже инверсного. Если получается обогащенный слой, то для носителей заряда при их движении из материала в материал не образуется потенциального барьера. Если же слой получается обедненный – потенциальный барьер есть. Этот барьер и получил название барьера Шоттки (диод Шоттки) [1,2]. Форма такого барьера существенно отличается от формы барьеров с неметаллическими веществами. Самое главное – вершина барьера имеет треугольную форму, т. е. толщина его явно уменьшается при приближении энергии частиц к вершине. В результате этого появляется возможность туннельного перехода, вероятность которого повышается по мере приближения к вершине потенциального барьера. На рис. 1 представлена типичная энергетическая диаграмма перехода металл-полупроводник n-типа в равновесном состоянии (без внешнего электрического поля). На этом же рисунке показано распределение носителей заряда. Поскольку электронов в металле намного больше, мы видим только часть распределения. В плоскости металлургического контакта здесь присутствует разрыв зон ∆EC; потенциальных барьеров два и они разные по величине: ∆EМе – барьер для электронов металла, qφ0 – для электронов полупроводника. ЕF - уровень Ферми. Чтобы рассчитать распределение электрического потенциала в месте контакта, необходимо решить уравнение Пуассона. В предположении обеднения (в обедненном слое вблизи металлургической границы отсутствуют носители заряда) заряд в обедненной области протяженностью δ обусловлен зарядами ионизированных доноров ND. В этом случае решение уравнения дает следующие результаты (рис. 4): (1) , (2) где εs – диэлектрическая проницаемость полупроводника. Из уравнения (2) можно получить, что , (3) где φ0 – контактная разность потенциалов, а U – приложенное напряжение. Пространственный заряд в полупроводнике равен , (4) где S – площадь перехода Шоттки. По определению, емкость – это скорость изменения заряда при изменении приложенного напряжения, т. е. (5) Выразим полное напряжение, приложенное к переходу, через емкость: . (6) Э то соотношение показывает, что график зависимости квадрата величины, обратной емкости, от напряжения смещения должен представлять прямую линию. Зная наклон этой линии, можно определить уровень легирования полупроводника ND, а точка пересечения прямой с осью абсцисс дает значение φ0. На практике наиболее серьезная неточность возникает при определнии φ0 по пересечению графика с осью напряжений, что же касается наклона кривой, то он обычно позволяет довольно точно определить концентрацию примеси. Эквивалентная схема диода Шоттки показана на рис. 3. Резистор Rs представляет собой сопротивление объема полупроводника (сопротивление базы), а Rp – нелинейное сопротивление собственно перехода Шоттки, зависящее от приложенного напряжения. Количественной характеристикой эффекта поля, характеризующей глубину проникновения поля в полупроводник, является дебаевская длина экранирования. , (7) где ND – концентрация доноров. Таким образом, по физическому смыслу дебаевская длина экранирования LD соответствует среднему расстоянию, на которое проникает электрическое поле в полупроводник при малых уровнях возмущения [3].

Похожие:

	Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Управление проектами» Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Управление проектами» для студентов и слушателей факультета «Инженерный...		Методические указания к лабораторным работам по математическому моделированию... Методические указания к лабораторным работам по математическому моделированию и теории принятия решений
	Методические указания к лабораторным работам по изучению субд access... «Информационные технологии (ИТ): Методические указания к лабораторным работам по курсу ит для направления 552800 Информатика и вычислительная...		Методические рекомендации по разработке методических указаний к практическим... Методические рекомендации по разработке методических указаний к практическим занятиям, лабораторным работам по дисциплине/ Составители...
	Методические указания к лабораторным занятиям по дисциплине «товарная номенклатура вэд» Методические указания к лабораторным занятиям по дисциплине «Товарная номенклатура вэд» для специальности 036401- «Таможенное дело»...		Методические указания по проведению лабораторных работ по дисциплине «Информатика» Методические указания по проведению лабораторных работ предназначены для студентов гоапоу «Липецкий металлургический колледж» технических...
	Методические указания к лабораторным работам по дисциплине информатика... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Методические указания к лабораторным работам для студентов III курса автф направления230100. 62 Изучить команды монитора Mysql, освоить операции создания таблиц, выборки, вставки, изменения и удаления данных
	Методические указания к лабораторным работам по курсу «Программирование... Цель работы: приобретение практических навыков работы в интегрированной среде C, изучение структуры программы на языке С		Разработка электронного документа в субд access методические указания к лабораторным работам Методические указания предназначены для студентов экономических и других специальностей, изучающих дисциплины «Информационные системы»,...