Файл: Барьерная емкость полупроводникового диода и электронная перестройка частоты.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 17
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
тема: Барьерная емкость полупроводникового диода и
электронная перестройка частоты
колебательного контура
Вариант №4
Цель работы: I. Расчет и построение зависимости емкости обратно смещенного p–n-перехода от напряжения.
II. Определение диапазона электронной перестройки частоты колебательного контура для заданных электрофизических параметров перехода.
Параметры диодной структуры:
1) материал: германий (Ge);
2) диэлектрическая проницаемость: ε = 16;
3) концентрация примеси: NA = 3,5⸱1016 см-3, ND = 5⸱1014 см-3;
4) площадь перехода: Sпер = 10-6 м2;
5) резонансная частота колебательного контура: f0 = 40 МГц;
6) эквивалентная индуктивность контура: LK = 70 мкГн;
7) Собственная концентрация электронов: ni = 2,5⸱1013 см-3.
Определим для заданных параметров диодной структуры зависимость барьерной емкости Сбар от напряжения по формуле:
| U,В | -11 | -12 | -13 | -14 | -15 | -16 | -17 | -18 | -19 | -20 |
| Сбар,пФ | 22,26 | 21,34 | 20,52 | 19,79 | 19,13 | 18,53 | 17,98 | 17,49 | 17,03 | 16,6 |
Определим зависимость толщины обеднённого слоя Lоб от напряжения обратного смещения по формуле:
| U,В | -11 | -12 | -13 | -14 | -15 | -16 | -17 | -18 | -19 | -20 |
| Lоб  , м | 6,36 | 6,64 | 6,9 | 7,16 | 7,4 | 7,64 | 7,87 | 8,1 | 8,32 | 8,53 |
По заданным значениям резонансной частоты f0 и эквивалентной индуктивности LK при Сбар = 0 определим собственное значение емкости:
Рассчитаем частоту колебательного контура при изменении напряжения на варикапе:
| U,В | -11 | -12 | -13 | -14 | -15 | -16 | -17 | -18 | -19 | -20 |
| f0, МГц | 4,03 | 4,12 | 4,2 | 4,28 | 4,35 | 4,42 | 4,49 | 4,55 | 4,61 | 4,67 |
Определим диапазон перестройки частоты колебательного контура по графическим зависимостям Сбар(U):
Параметры диодной структуры:
1) материал: арсенид галлия (GaAs);
2) диэлектрическая проницаемость: ε = 10,9;
3) концентрация примеси: NA = 3,5⸱1016 см-3, ND = 5⸱1014 см-3;
4) площадь перехода: Sпер = 10-6 м2;
5) резонансная частота колебательного контура: f0 = 40 МГц;
6) эквивалентная индуктивность контура: LK = 70 мкГн;
7) Собственная концентрация электронов: ni = 8⸱106 см-3;
Определим для заданных параметров диодной структуры зависимость барьерной емкости Сбар от напряжения по формуле:
| U,В | -11 | -12 | -13 | -14 | -15 | -16 | -17 | -18 | -19 | -20 |
| Сбар,пФ | 17,78 | 17,08 | 16,46 | 15,91 | 15,4 | 14,94 | 14,52 | 14,14 | 13,78 | 13.45 |
Определим зависимость толщины обеднённого слоя Lоб от напряжения обратного смещения по формуле:
| U,В | -11 | -12 | -13 | -14 | -15 | -16 | -17 | -18 | -19 | -20 |
| Lоб  , м | 5,43 | 5,65 | 5,86 | 6,06 | 6,26 | 6,46 | 6,64 | 6,82 | 7 | 7,17 |
По заданным значениям резонансной частоты f0 и эквивалентной индуктивности LK при Сбар = 0 определим собственное значение емкости:
Рассчитаем частоту колебательного контура при изменении напряжения на варикапе:
| U,В | -11 | -12 | -13 | -14 | -15 | -16 | -17 | -18 | -19 | -20 |
| f0, МГц | 4,51 | 4,6 | 4,69 | 4.77 | 4,85 | 4,92 | 5 | 5,06 | 5,12 | 5,19 |
Определим диапазон перестройки частоты колебательного контура по графическим зависимостям Сбар(U):
Вывод: Из полученных графиков видно, что у германия модуляционная характеристика колебательного контура расположена ниже, чем у арсенида галлия. Это связано в тем, что резонансная частота колебательного контура обратно пропорциональна диэлектрической проницаемости.