МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВО «ВГТУ», ВГТУ)
Факультет радиотехники и электроники

^{(факультет/институт)}

Кафедра полупроводниковой электроники и наноэлектроники
Направление подготовки 11.03.04 Электроника и наноэлектроника

^{(код, наименование)}
Профиль Микроэлектроника и твердотельная электроника
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Физические основы электроники»
Тема «Расчет дискретного силового тиристора»

Вариант № 19

Разработал (а)	И.П. Сомов
	(подпись, дата)	(инициалы, фамилия)
Руководитель	Т. В. Свистова
	(подпись, дата)	(инициалы, фамилия)
Защищена	______________________________Оценка________________________
	(дата)

Воронеж 2021

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВО «ВГТУ», ВГТУ)

Факультет радиотехники и электроники

^{(факультет/институт)}

Кафедра полупроводниковой электроники и наноэлектроники
ЗАДАНИЕ

на курсовую работу
по дисциплине Физические основы электроники

Тема проекта Расчет дискретного силового тиристора

Студент группы Сомов Илья Павлович

^{Фамилия, имя, отчество}

Номер задания 19

Технические условия Оборудование кафедры полупроводниковой электроники и наноэлектроники
Содержание и объем проекта (графические работы, расчеты и прочее)

---

1. Арифметические операции языка С#. Условные выражения и конструкции. 2. Изучение работы с циклами.2.1 Сумма и произведение в заданном диапазоне значений. 3.Методы расчета нелинейных уравнений. 4. Одномерные статические и динамические массивы. Курсовая работа содержит 28 страниц, 20 рисунков, 1 таблица, 1 формула, 8 источников литературы.

Сроки выполнения этапов 12 февраля 2020 г. –

Срок защиты курсового проекта . .

Руководитель Свистова Т. В.

^{Подпись, дата Инициалы, фамилия}

Задание принял студент Сомов И.П.

^{Подпись, дата Инициалы, фамилия}

СОДЕРЖАНИЕ

Задание на курсовую работу 2

Введение 5

1 Арифметические операции языка С# 6

1.1 Условные выражения и конструкции 8

2 Изучение работы с циклами 10

2.1 Сумма и произведение в заданном диапазоне значений 17

3 Методы расчета нелинейных уравнений 20

4 Одномерные статические и динамические массивы 23

4.1 Исследование массива из N чисел, введенных с клавиатуры 23

4.2 Расчет динамического массива 25

Заключение 27

Список литературы 28
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
Расчитать дискретный силовой тиристор p1-n1-p2-n.

1 – Расчитать дискретный силовой тиристор.

1. 
   – Выбрать исходный материал.
   
2. 
   Расчитать параметры конструкции.
   
3. 
   Расчитать диаметр тиристорного элемента и выбрать конструкцию корпуса.
   
4. 
   Расчитать основные параметры тиристора.
   

ВВЕДЕНИЕ
Тиристор – это полупроводниковый прибор с тремя и более р-n-переходами, вольт-амперная характеристика которого имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

Прибор имеет два рабочих состояния, закрытое состояние – состояние с низкой проводимости, при котором ключ разомкнут и ток не идёт и открытое состояние – состояние высокой проводимости, при котором прибор проводит ток.

Основное их применение — это управление мощной нагрузкой, с помощью слабых токов. Тиристор, как и полупроводниковый диод, проводит ток в одном направлении. Другое название тиристоров – не полностью управляемые или полууправляемые ключи. это связано с их главной особенностью – самый простой тиристор можно только открыть, подав сигнал на управляющий электрод, но закрыть его нельзя. Тиристор будет в открытом состоянии до тех пор, пока он под напряжением и через него будет протекать ток силой выше, чем ток удержания.

1. 
   Расчёт дискретного силового тиристора
   

---

1.1 Выбор исходного материала
Есть три типа полупроводниковых материалов, которые используются для производства тиристоров: германий, кремний и арсенид галлия. В основном сейчас для производства тиристоров используется кремний n – типа очищенный зонной плавкой и легированный фосфором.

Для начала определим напряжение лавинного пробоя p – n перехода:
(1)

(В).
По полученному значению пробивного напряжения p – n перехода определим концентрацию примеси в n – типе кремния:
(2)
Где .
.
Вычислив концентрацию примеси, по графику зависимости удельного сопротивления от концентрации примеси находим удельное сопротивление.


Рисунок 1 – Связь между сопротивлением кремния p – и n – типа и концентрацией примеси
Исходя из графика нам нужна марка кремния 2В КЭФ – 0,1

2. 
   Расчёт параметров конструкции тиристора
   

Для начала определим предельную толщину слоя объёмного заряда коллекторного перехода в – базе:
(3)

(4)
Где – диэлектрическая проницаемость кремния,

– электрическая постоянная;

q – заряд электрона.



Выбираем предельную толщину слоя объёмного заряда коллекторного перехода

Толщину базы обычно, определяют из двух условий:

---

(5)

(6)
Где – показатель степени в формуле Мюллера обычно принимают от 3 до 9 для кремниевых переходов. Отношение напряжения переключения к напряжению пробоя перехода:

Эффективная толщина базы тиристора в открытом состоянии при высоких плотностях тока увеличивается примерно на . В этом выражении – глубины залегания переходов j1 и j2, которые для реальных тиристоров имеют величину от 75 до 125 мкм. Глубина залегания третьего перехода находится в пределах от 15 до 25 мкм.

Из условия (5) и (6) мы имеем формулы для вычисления – базы и времени жизни дырок:
(8)
(9)
В нашем примере, принимая Ом*см и мкм и предполагая, что мкм, . Примем так же, что n=9, а отношение , тогда , а , полагая по формулам (8) и (9) получаем:


Общая толщина тиристорной структуры:
[мкм]. (10)
(мкм).

Напряжение прокола несимметричного резкого p – n перехода:
. (11)\

Теперь необходимо определить параметры технологической шунтировки перехода

---

. Данный расчёт проведём по заданному значению критической скорости нарастания напряжения в закрытом состоянии , которое устанавливается при T=125 С, и постоянном напряжении в закрытом состоянии .

А толщина слоя объёмного заряда в – базе с учётном на напряжении в закрытом состоянии:
[мкм]. (12)

Определяем эффективную толщину базового слоя
[мкм]. (13)

Определяем эффективную толщину базового слоя
[мкм]. (14)
Толщина слоя объёмного заряда коллекторного перехода – базе определяется следующим образом:
(15)
Где – градиент примеси в p – n переходе при
(16)
(17)
Подставляем в последние две формулы (16) и (17) величины найденные или принятые до этого (в сантиметрах).

Для создания р – областей тиристора обычно используют такие легирующие примеси, как бор, алюминий, галлий. Но преобладает диффузия галлия или алюминия с поверхностной концентрацией примеси в пределах ( .

---

Смотрите также файлы

• Задание Формирование досье, составление дерева целей.docx

• Человек, как основная тема философии Бердяева.docx

• Контрольная работа специальности 40. 02. 01 Право и организация социального обеспечения по дисциплине Трудовое право.docx

• Енот Место обитания.docx

• Тема Культурогенез в первобытную эпоху Задание 1.docx