1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

Lecture Electrical Engineering: Lecture 7 - Dr. Nasim Zafar

37 39 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 37
Dung lượng 1,42 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

In this chapter, you will learn about: The space-charge region boundaries represent an a step junction, the abrupt depletion layer approximation applies, no carriers exist in the space-charge region, in the bulk of the diode outside the depletion region, the semiconductor is neutral.

Trang 1

Dr. Nasim Zafar Electronics 1 EEE 231 – BS Electrical Engineering

Fall Semester – 2012

COMSATS Institute of Information Technology

Virtual campus Islamabad

Trang 3

 PN Junction

Trang 4

1) The  space­charge region  boundaries represent an a step junction.

2) The  abrupt depletion layer  approximation applies.

Trang 5

Qualitative Description of Current Flow

Trang 8

Voltage­Current Characteristics of a P­N Junction

Trang 9

) :

i

d

a t

bi

Trang 10

If forward bias is applied to the PN junction

) exp(

) exp(

kT

eV P

P

kT

eV n

n

a no

n

a po

p

Trang 11

] 1 ) [exp(

)

(

n

n t

a no

n

L

x

x V

V p

x p

) exp(

] 1 ) [exp(

)

(

n

p a

po p

L

x

x kT

eV n

x n

Trang 12

Minority Carrier Distribution

) exp(

] 1 ) [exp(

)

(

n

p a

po p

L

x

x kT

eV n

x

n

) exp(

] 1 ) [exp(

)

(

n

n t

a no

n

L

x

x V

V p

x

p

0 ,

0 ' , 0 ))

(

t n

<p­region>

<n­region>

Steady state condition  : Steady 

state  condition   : 

Trang 13

Ideal PN Junction Current

] 1 ) [exp(

)

(

) ( )

(

,

] 1 ) [exp(

)

(

) ( )

(

t

a n

po n p

n

x x

p n p

n

t

a p

no p n

p

x x

n p n

p

V

V L

p eD x

J

dx

x dn eD x

J

Similarly

V

V L

p eD x

J

dx

x dp eD x

J

p n

) (

) ( )

J

s n

p p

no

p s

L

n

eD L

p eD J

Trang 15

Semiconductor Devices  Semiconductor Devices

Total PN Junction Current

) (

], exp[

] 1 ) [exp(

)

(

) (

], ) (

exp[

] 1 ) [exp(

)

(

p n

p n

po

n n

n p

n p

no p p

x

x L

x

x kT

eVa L

n

eD x

J

x

x L

x

x kT

eVa L

P

eD x

J

Trang 16

Semiconductor Devices  Semiconductor Devices

Temperature Effect

) (

) 1 exp(

n

po n p

no

p s

s

L

n

eD L

p

eD J

kT

eVa J

J

a

i po

d

i no

N

n n

N

n p

state

steady : 2 , 2

) exp(

2

kT

E n

Js : strong function of temperature

Trang 17

Reverse Bias­Generation Current

G W

e

n Rdx

e J

n R

n p

n E

E

o

i gen

o i

o no

po

i i

t

2 2

)' (

)

p p C n

n C

n np N

C

C

R

p n

i t

p n

G p

C n C

n N C

C R

p n

i t p n

' '

no p s

L

n

eD L

2

Total reverse bias current density, JR

gen s

J

n=p=0

Trang 18

Forward Bias Recombination Current

) (

) (

)

p p n

n

n np R

no po

i

w

a o

i rec

a i

kT

eV eWn

eRdx J

kT

eV n

R

0

0 max

) 2

exp(

2

) 2

exp(

2

)' (

)' (

)

p p C n

n C

n np N

C

C R

p n

i t

p n

Recombination rate of excess carriers 

(Shockley­Read­Hall model)

) 2

exp(

kT

eV J

ro rec

R = Rmax  at x=o

Trang 19

Total Forward Bias Current

] 1

exp[

kT

eVa J

D rec J J

J

) 2

exp(

kT

eV J

ro rec

Total forward bias current density, J

kT

eVa J

J

kT

eVa J

J

s D

ro rec

ln ln

2

ln ln

In general,   (n : ideality factor)

) 2 1

( ], 1 )

[exp( n

nkT

eVa I

Trang 20

SUMMARY

Trang 23

VD = VZ, ID is determined by the circuit

• In case of standard diode the typical values of the break  down voltage VZ of the Zener effect ­20    ­100 V

• Zener Diode

– Utilization of the Zener effect

Trang 25

Critical Electric Field & Voltage at Breakdown

B

crit s

B

eN

E V

Trang 26

Zener test current

Maximum Zener current

Trang 27

V Z

I Z

Z Z

Z

V Z

I

Trang 29

D ZM

Z

P I

V

Trang 31

Metal Contacts I-V Characteristics

Trang 32

– IF >= 6 mA

Trang 33

Fig 2.35­37 Light emitting diodes.

LED symbol

Trang 34

Table 2.4 Common LEDs.

Elements Forward voltage (VF) Color Emitted GaAs 1.5 V @ IF = 20 mA Infrared (invisible)

AlGaInP 2.0 V @ IF = 20 mA Amber (yellow) AlGaInN 3.6 V @ IF = 20 mA Blue

Trang 35

5 V

Trang 36

Fig 2.39 Multicolor LED.

Ngày đăng: 12/02/2020, 21:33