Методические указания и контрольные задания для студентов заочной и дистанционной форм обучения Авторы составители: к т. н., доцент Рудь В. В (стр. 1 из 3)
Негосударственное образовательное учреждение
Институт «ТЕЛЕИНФО»
Физические основы электроники (ФОЭ)
Методические указания и контрольные задания для студентов
заочной и дистанционной форм обучения
Авторы составители: к.т.н., доцент Рудь В.В.
Редактор: д.т.н., профессор Сподобаев Ю.М.
Рецензент: д.т.н., профессор Логинов Н.П.
Самара, 2004
Физические основы электроники (ФОЭ)
Задание к выполнению контрольной работы
Целью данной контрольной работы является изучение электрофизических свойств и параметров собственных и примесных полупроводников и электронно-дырочных (p-n) переходов, изготовленных на их основе, а также приобретение навыков их расчёта.
1. Исходные данные
1.1. Материал полупроводника – германий (Ge) или кремний (Si).
1.2. Концентрации примесей: в электронном полупроводнике –
и в дырочном полупроводнике – 
.1.3. Рабочая температура t – в 0С.
1.4. Приложенное к электронно-дырочному переходу напряжение – U, В.
2. Задание контрольной работы
В соответствии с исходными данным необходимо выполнить следующие расчеты для электронно-дырочного перехода.
2.1. Определить равновесные концентрации подвижных носителей зарядов –
в собственном полупроводнике.2.2. Найти концентрации основных :
и неосновных 
, 
носителей зарядов в примесных полупроводниках.2.3. Определить положение уровня Ферми в собственном, электронном и дырочном полупроводниках и построить энергетические (зонные) диаграммы полупроводников в масштабе по оси энергий.
2.4. Определить энергетический и потенциальный барьеры, возникающие при образовании идеального электронно-дырочного перехода в состоянии равновесия.
2.5. Объяснить образование электронно-дырочного перехода.
2.6. Определить ширину идеального электронно-дырочного перехода в состоянии равновесия.
2.7. Построить в масштабе энергетическую (зонную) диаграмму идеального электронно-дырочного перехода в состоянии равновесия.
2.8. Определить ширину электронно-дырочного перехода при подаче на идеальный переход внешнего напряжения U.
2.9. Построить в масштабе энергетическую (зонную) диаграмму идеального электронно-дырочного перехода при подаче на него прямого или обратного напряжения U.
3. Выбор варианта задания для контрольной работы
Студенты, имеющие нечетную предпоследнюю цифру студенческого билета, выполняют задание с использованием полупроводников на основе кремния, а имеющие четную цифру – с использованием полупроводников на основе германия (см. табл. 1). Основные их параметры при температуре Т=3000К приведены в табл. 2.
Таблица 1. Выбор исходных данных к выполнению контрольной работы
| №№ вари анта | Nd 1/см3 | Na 1/см3 | t 0С | UВ | №№ варианта | Nd 1/см3 | Na 1/см3 | t 0С | U В |
| 00 | 1017 | 1016 | 10 | 0,3 | 10 | 1016 | 1017 | 25 | 0,3 |
| 01 | 1017 | 1015 | 10 | 0,3 | 11 | 1015 | 1017 | 10 | 0,3 |
| 02 | 1017 | 5*1015 | 10 | 0,3 | 12 | 5*1015 | 1017 | 10 | 0,3 |
| 03 | 4*1017 | 1016 | 10 | 0,3 | 13 | 1016 | 4*1017 | 10 | 0,3 |
| 04 | 4*1017 | 1015 | 10 | 0,3 | 14 | 1015 | 4*1017 | 10 | 0,3 |
| 05 | 4*1017 | 5*1015 | 15 | 0,4 | 15 | 5*1015 | 4*1017 | 10 | 0,35 |
| 06 | 5*1017 | 5*1015 | 15 | 0,4 | 16 | 5*1015 | 5*1017 | 15 | 0,35 |
| 07 | 5*1017 | 1016 | 15 | 0,4 | 17 | 1016 | 5*1017 | 15 | 0,35 |
| 08 | 5*1017 | 1015 | 15 | 0,4 | 18 | 1015 | 5*1017 | 15 | 0,35 |
| 09 | 5*1017 | 5*1015 | 15 | 0,4 | 19 | 5*1015 | 5*1017 | 15 | 0,35 |
| 20 | 1016 | 5*1015 | 20 | 0,25 | 30 | 5*1015 | 1016 | 15 | 0,4 |
| 21 | 1016 | 1016 | 20 | 0,25 | 31 | 1016 | 1016 | 20 | 0,4 |
| 22 | 1016 | 1015 | 20 | 0,25 | 32 | 1015 | 1016 | 20 | 0,4 |
| 23 | 5*1016 | 5*1015 | 20 | 0,25 | 33 | 5*1015 | 5*1016 | 20 | 0,4 |
| 24 | 5*1016 | 8*1015 | 20 | 0,25 | 34 | 8*1015 | 5*1016 | 20 | 0,4 |
| 25 | 5*1016 | 1016 | 23 | -3 | 35 | 1016 | 5*1016 | 20 | -3 |
| 26 | 5*1016 | 1015 | 23 | -3 | 36 | 1015 | 5*1016 | 23 | -3 |
| 27 | 5*1016 | 8*1014 | 23 | -3 | 37 | 8*1014 | 5*1016 | 23 | -3 |
| 28 | 1017 | 5*1015 | 23 | -3 | 38 | 5*1015 | 1017 | 23 | -3 |
| 29 | 1017 | 8*1015 | 23 | -3 | 39 | 8*1015 | 1017 | 23 | -3 |
| 40 | 1017 | 1016 | 25 | -5 | 50 | 1016 | 1017 | 23 | -5 |
| 41 | 4*1017 | 1015 | 25 | -5 | 51 | 1015 | 4*1017 | 25 | -5 |
| 42 | 4*1017 | 8*1014 | 25 | -5 | 52 | 8*1014 | 4*1017 | 25 | -5 |
| 43 | 1016 | 1017 | 25 | -5 | 53 | 1017 | 1016 | 25 | -5 |
| 44 | 1015 | 1017 | 25 | -5 | 54 | 1017 | 1015 | 25 | -5 |
| 45 | 5*1015 | 1017 | 10 | 0,3 | 55 | 1017 | 5*1015 | 25 | 0,3 |
| 46 | 1016 | 5*1017 | 10 | 0,3 | 56 | 4*1017 | 1016 | 10 | 0,3 |
| 47 | 1015 | 4*1017 | 10 | 0,3 | 57 | 4*1017 | 1015 | 10 | 0,3 |
| 48 | 5*1015 | 4*1017 | 10 | 0,3 | 58 | 4*1017 | 5*1015 | 10 | 0,3 |
| 49 | 5*1015 | 5*1017 | 10 | 0,3 | 59 | 5*1017 | 5*1015 | 10 | 0,3 |
| 60 | 1016 | 5*1017 | 15 | 0,35 | 70 | 5*1017 | 1016 | 10 | 0,35 |
| 61 | 1015 | 5*1017 | 15 | 0,35 | 71 | 5*1017 | 1015 | 15 | 0,35 |
| 62 | 5*1015 | 5*1017 | 15 | 0,35 | 72 | 5*1017 | 5*1015 | 15 | 0,35 |
| 63 | 5*1015 | 1016 | 15 | 0,35 | 73 | 1016 | 5*1015 | 15 | 0,35 |
| 64 | 1016 | 1016 | 15 | 0,35 | 74 | 1016 | 1016 | 15 | 0,35 |
| 65 | 1015 | 1016 | 20 | 0,25 | 75 | 1016 | 1015 | 15 | 0,4 |
| 66 | 5*1015 | 5*1016 | 20 | 0,25 | 76 | 5*1016 | 5*1015 | 20 | 0,4 |
| 67 | 8*1015 | 5*1016 | 20 | 0,25 | 77 | 5*1016 | 8*1015 | 20 | 0,4 |
| 68 | 1016 | 5*1016 | 20 | 0,25 | 78 | 5*1016 | 1016 | 20 | 0,4 |
| 69 | 1015 | 5*1016 | 20 | 0,25 | 79 | 5*1016 | 1015 | 20 | 0,4 |
| 80 | 8*1015 | 5*1016 | 23 | -3 | 90 | 5*1016 | 8*1014 | 20 | -3 |
| 81 | 5*1015 | 1017 | 23 | -3 | 91 | 1017 | 5*1015 | 23 | -3 |
| 82 | 8*1015 | 1017 | 23 | -3 | 92 | 1017 | 8*1015 | 23 | -3 |
| 83 | 1016 | 1017 | 23 | -3 | 93 | 1017 | 1016 | 23 | -3 |
| 84 | 1015 | 4*1017 | 23 | -3 | 94 | 4*1017 | 1015 | 23 | -3 |
| 85 | 8*1014 | 4*1017 | 25 | -5 | 95 | 4*1017 | 8*1014 | 23 | -5 |
| 86 | 5*1014 | 4*1017 | 25 | -5 | 96 | 4*1017 | 5*1014 | 25 | -5 |
| 87 | 5*1014 | 1017 | 25 | -5 | 97 | 1017 | 5*1014 | 25 | -5 |
| 88 | 5*1014 | 5*1016 | 25 | -5 | 98 | 5*1016 | 5*1014 | 25 | -5 |
| 89 | 5*1014 | 1016 | 25 | -5 | 99 | 1016 | 5*1014 | 25 | -5 |
4. Перечень формул к выполнению контрольной работы