пір - 25000 Ом В· см;
Час життя неосновних носіїв заряду - 600 мкс.
Робоча напруга - 2 В.
Струм, що протікає через магнітодіод, I = 0,25 мА, при індукції магнітного поля B = 0.23 Тл. Що виникає холловского напруга при заданому струмі і індукції U х = 2,5 В. Напруженість електричного поля E = 1,37 В· 10 4 В/см. Товщина пластини (рис.3.12) визначається з рівняння
, (3.43)
де - коефіцієнт Холла; h - товщина напівпровідникової пластини в напрямку магнітного поля; I - струм, поточний через пластину; q - заряд електрона (1,6 В· 10 -19 Кл); p - концентрація носіїв заряду в базі магнітодіода; B - магнітна індукція зовнішнього магнітного поля
. (3.44)
Концентрація носіїв заряду в базі магнітодіода
, (3.45)
де r - питомий опір пластини, Ом В· см; m р - рухливість дірок, 400 см 2 /У В· с.
В
Рис. 3.12. Конструкція магнітодіода
Підставимо цей вираз у формулу (3.44)
В
Ширина пластини магнітодіода знаходиться з виразу
, (3.46)
де v - дрейфова швидкість носіїв заряду в магнітодіоде, яка дорівнює
В
де m р - рухливість дірок; E - напруженість електричного поля.
v = 400 -4 В· 1.37 В· 10 6 = 5,48 В· 10 4 м/с.
Підставимо це значення у формулу (3.38)
.
Оптимальне значення відношення d/L, тобто довжини бази до довжини дифузійного зміщення
(d/L) опт = 1.2 +0.5 В· ln (p про В· r), (4.5)
де L - довжина дифузійного зміщення, см; p про = P/S - питома розсіює потужність, Вт/см 2 ; S - площа поперечного перерізу магнітодіода, см 2 ; P - розсіює потужність, Вт; r - питомий опір, Ом В· см; розсіює потужність:
P = U В· I = 2.0, 25.10 -3 = 5.10 -4 Вт
Площа поперечного перерізу магнітодіода
S = h В· а = 235.10 -5 В· 1,94 В· 10 -4 = 456,2 В· 10 -5 см 2 . br/>
Питома розсіює потужність
.
Підставимо отримані значення у формулу (3.39)
(d/L) опт В»1.2 +0.5 В· ln (109,6 В· 25.10 3 ) = 8,612
Довжина дифузійного зміщення знаходиться з виразу
, (3.47)
де b = m n /m p ; m р - рухливість дірок, 400 см 2 / B В· с; m n - рухливість електронів, 8500 см 2 /B В· с; j т - температурний потенціал, 0.025 В; t р - час життя носіїв заряду, для даного матеріалу> 600 мкс.
см.
Довжина бази магнітодіода дорівнює
d = L В· 8,612 = 3,38 В· 10 -4 В· 8,612 = 0,29 см.
Довжина магнітодіода з урахуванням ширини контактних майданчиків дорівнює
l = 2,9 +2 В· 0.8 = 4,4 мм.
Основні геометричні розміри магнітодіода:
h (товщина) = 0,23 мм;
а (ширина) = 0, 194 мм;
d (довжина бази) = 2,9 мм;
l (довжина магнітодіода) = 4,4 мм.
Проведемо розрахунок параметрів іонного легування арсеніду галію для створення n + - і p + -областей під инжектируются і антізапірающій контакти; n + - область утворюється введенням атомів фосфору, а p + - введенням атомів бору.
Основні вихідні дані для розрахунку параметрів іонного легування: прискорює напруга E = 100 кеВ; доза легування Ф = 10 12 см -2 (за легуванні бором); доза легування Ф = 10 12 см -2 (При легуванні фосфором). Необхідно розрахувати глибину залягання pn переходу. При легуванні бором E = 100 кеВ, Rp = 307 нм, DRp = 69 нм
, (3.48)
де Rp - середня проекція пробігу іона; DRp - середнє квадратичне відхилення проекції пробігу;
см -3 .
Глибина pn переходу визначається з співвідношення
, (3.49)
де N про - вихідна концентрація домішок у підкладці.
В
Глибина залягання pn переходу при іонному легуванні бором дорівнює 0.6 мкм.
У процесі легування фосфором при E = 100 кеВ, Rp = 135 нм, DRp = 53 нм
В
Магнітна чутливість отриманого магнітодіода
, (3.50)
де U = 2В - напруга на магнітодіоде при B = 0.
В
Вольт-амперна характеристика магнітодіода
(3.51)
В
(3.52)
Підставляючи значення напруги від 0 до 2 В, будуємо графік Залежно I = f (U) (рис.3.13).
В
рис.3.13. Вольт-амперна характеристика магнітодіода
Побудуєм...
