Курсовая с практикой на тему Расчет электронно-дырочного перехода

Содержание:

1 Задание на курсовой проект 2
2 Аннотация 4
3 Анализ технического задания 5
ВВЕДЕНИЕ 6
4 Диоды 7
4.1 Классификация, виды, область применения диодов 7
4.2 Режимы работы диода и его характеристики 12
4.3 Технология изготовления электронно – дырочного перехода 14
5 Расчет p — n перехода 18
5.1 Анализ диффузионных процессов 18
5.2 Анализ p — n перехода 21
5.3 Тепловой расчет 27
6 Конструкция диода 29
6.1Конструирование диода в твердотельной САПР 29
6.2 Использование диодов в интегральных схемах 29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 32
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 33

Введение:

n переход служит базой для полупроводниковых диодов, триодов и иных радиоэлектронных компонентов с нелинейной вольтамперной характе-ристикой.
Диоды на базе электронно-дырочного (p-n) перехода нашли массовое применение в современной радиоэлектронной технике. Они используются в экстрематорах, детекторах, логарифматорах, преобразователях частоты и в иных устройствах, где присутствует нелинейная обработка аналоговых сигна-лов.
Диоды используются в выпрямителях, которые представляют собой устройства, где происходит получение постоянного тока из переменного.
Все стабилизаторы напряжения построены на диодах.
Также, диоды применяются в устройствах коммутации, которые ис-пользуются для переключения токов или напряжений. Диодные мосты размы-кают или замыкают цепи, которая необходимы для передачи сигнала.
Таким образом, p-n переход служит подспорьем для большого числа современной аппаратуры, поэтому необходимо знать, как его рассчитывать.
В курсовой работе нужно рассчитать диффузионные процессы и p-n переход: построить вольт – амперную характеристику p-n перехода, вычис-лить диффузионную емкость, барьерную емкость, пробивные напряжения.
Кроме этого нужно подготовить конструкцию диода в любой совре-менной твёрдотельной САПР, а также рассчитать тепловую мощность рассея-ния диода.

Заключение:

Диод – одна из разновидностей приборов, которые сконструированы на полупроводниковой основе. У него имеется один p — n переход и два вывода – анодный и катодный. В основном он предназначен для преобразования, мо-дуляции, выпрямления и других действий с поступающими электрическими сигналами.
Диоды зачастую применяются в источниках питания. От бытовой ро-зетки мы получаем переменный ток. Большинство устройств, которые мы применяем в повседневной жизни, нуждаются в постоянном токе. Для того чтобы получить постоянный ток от переменного тока, нам понадобиться схема выпрямителя. Данная схема, преобразует переменный ток в постоянный ток. Диоды в такой схеме являются базовыми компонентами.
В результате проделанной работы мы дали понятие диоду, рассмотрели его виды и провели расчёт. Были рассчитаны диффузионные токи, барьерная и диффузионная емкости, напряжения пробоя. По расчетным данным мы подо-брали диод КД-1 – 101 и смоделировали его в твёрдотельной САПР. Также, был произведен тепловой расчет.
Такой расчет электронно-дырочного перехода может применяться при разработке и конструировании полупроводниковых приборов, которые мас-сово применяются в радиоэлектронике.
Диод, для которого был выполнен расчет, является высокочастотным. Согласно полученной рассеивающей мощности он является еще и маломощ-ным, что объясняется его конструкцией и размерами.

Фрагмент текста работы:

4 Диоды
4.1 Классификация, виды, область применения диодов
Полупроводниковый диод — полупроводниковый прибор с двумя вы-водами и одним электрическим переходом. Он включает в себя два слоя полу-проводников: p типа и n типа. На стыке данных слоев и возникает p-n переход. Электрод, который подключен к полупроводнику типа p, носит название анод. Электрод, который подключен к полупроводнику типа n, носит название ка-тод. Диод проводит ток от анода к катоду, и не проводит обратно.
Главная функция диода — это проводить ток в одном направлении, и не пропускать его обратно.
Условное обозначение диода представлено на рисунке 1.

Рисунок 1 — Условное обозначение диода на схемах
Из чего же состоит диод? Корпус — вакуумный баллон, который может быть сделан из металла, стекла либо прочных керамических разновидностей материала. Внутри баллона есть 2 электрода. Первый — накаленный катод, ко-торый нужен для осуществления эмиссии электронов. Самый обычный катод по конструкции представляет собой нить с малым диаметром, которая нака-ливается при работе данного диода, но на данный момент распространены электроды косвенного накала. Они представляют собой цилиндры, изготов-ленные из металла, и обладающие особым активным слоем, способным испус-кать электроны.
Внутри катода косвенного накала есть определенный элемент – прово-лока, накаливающаяся под влиянием электрического тока, которая получила название — подогреватель.
Второй электрод представляет собой анод, который нужен для приема электронов, выпущенных катодом. Для этого у него имеется положительный потенциал относительно второго электрода. В основном анод имеет цилин-дрическую форму.
Оба электрода вакуумных приборов идентичны эмиттеру и базе полу-проводниковой разновидности компонентов.
Для изготовления диодного кристалла зачастую применяют кремний либо германий. Одна из его частей обладает электропроводностью по p-типу и имеет недостаток электронов, образованный искусственным методом. Проти-воположная сторона кристалла тоже обладает проводимостью, но уже n-типа и имеет избыток электронов. Между этими областями есть граница, которая по-лучила название p — n переход.
Данные особенности устройства наделяют диоды их основным свой-ством – способностью проведения тока только в одном направлении .
Области применения диодов:
1. Диодные мосты, которые представлены в виде соединенных между собой 4, 6 или 12 диодов. Их число зависит от вида схемы, которая может быть однофазной, трехфазной полномостовой или трехфазной полумостовой. Данные схемы представляют собой выпрямители. Данный вариант схем зача-стую применяется в автомобильных генераторах, так как внедрение похожих мостов, а также применение наряду с ними щеточно — коллекторных узлов, позволило уменьшить размеры этого устройства и увеличить степень его надежности. Если соединение выполнено в одну сторону и последовательно и, то это значительно увеличивает минимальные показатели напряжения, кото-рые потребуются для отпирания данного диодного моста.
2. Диодные детекторы получаются при комбинированном применении этих приборов с конденсаторами. Это нужно для того, чтобы было можно вы-делить модуляцию с низкими частотами из иных модулированных сигналов, в том числе амплитудно-модулированной разновидности сигнала. Данные де-текторы частью конструкции большинства бытовых потребителей, к примеру, телевизоров либо радиоприемников.