5-Amaliyot ishi yorug‘lik diodi va lazer diodining vatt-amper xarakteristikalarini qiyosiy o‘rganish optik nurlanish manbalariga qo‘yiladigan talablar

Aniqlash kerak:

• 
  i-mintaqa uchun kremniy turini;
  
• 
  i-mintaqaning qalinligini;
  
• 
  p-i-n-strukturaning A maydonini;
  
• 
  to'g'ridan -to'g'ri ruxsat etilgan oqim I_пр.доп;
  
• 
  U_обр. Kuchlanishdagi to'yinganlik tokini I_s va generatsiya tokini I_RG
  

Hisoblash misolini ko'rib chiqaylik.

Berilgan: yarimo'tkazgichli material - kremniy; teskari kuchlanish U_обр = 50 V; to'siq sig'imi C_бар=1 пФ; i-mintaqa qarshiligi R_i = 100 Om.

Hisoblash tartibi

1. i-mintaqa uchun kremniyni tanlash. Ma'lumki, texnologik qiyinchiliklar tufayli o'z elektr o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan kremniyni olish mumkin emas. Shuning uchun yuqori qarshilikli kremniy ishlatiladi. Uning qarshiligini tanlash ko'plab qarama-qarshi omillar bilan belgilanadi. Xususan, ρ kamayishi bilan i-hududining qarshiligi pasayadi, lekin to'siq sig'imi oshadi. C_бар va R_i qiymatlarini optimallashtirish uchun biz matematik o'zgarishlarni amalga oshiramiz.

Shunga ko’ra ,

,
p ;
, va = 94 Ом*см.
Ishlab chiqarish qobiliyati yuqori bo'lganligi sababli va kanal hosil bo'lishining oldini olish uchun biz elektr o'tkazuvchanligining n tipidagi kremniyni tanlaymiz. Bu o'ziga xos qarshJilik bilan elektron harakatchanligi maksimal bo'ladi: µ_n = 1500 см²/В*с Donor aralashmalar kontsentratsiyasi
= = 4.4 * см^-3.

Biz KE2G markali kremniyni tanlaymiz, uning diffuziya uzunligi Lp≈0.2 mm, tashuvchining ishlash muddati τ_p = L²_p / D_p = (0,02)² /12,5 = 3,2*10⁻⁵ c = 32мкс.

2. I-mintaqaning qalinligi U_обр ning berilgan qiymati bilan belgilanadi, u parchalanish kuchlanishiga nisbatan taxminan ikki barobar chegaraga ega bo'lishi kerak, ya'ni .

Ideal i-mintaqaning pin-konstruktsiyada butun maydon i-mintaqada to'plangan, shuning uchun parchalanish kuchlanishi parchalanish paytida elektr maydonining maksimal kuchi (E_max=2*10⁵ В/см kremniy uchun) qalinligi bo'yicha aniqlanadi. Shunga asoslanib, biz aniqlaymiz
см= 5мкм
Haqiqiy tuzilmada i-mintaqasi bilan n-mintaqasi bor, shuning uchun olingan w = 5 mkm qiymatini tozalash kerak. Teskari ulanishda diodning ketma-ket qarshiligining kichik qiymatlariga erishish uchun, asosiy teshik rejimi ishlatiladi, bunda yarimo'tkazgich yuzasiga yaqin taqsimlangan elektr zaryadi bo'lgan maydon kengligi i-maydonining kengligiga teng. O'tkir p + -n -birikmaning yarimo'tkazgich yuzasiga yaqin taqsimlangan elektr zaryadi bo'lgan maydon kengligi quyidagicha:

Shunday qilib, δ=5 мкмda teshik rejimi saqlanib qoladi. Biz w = δ ≈ 5 мкм qilib olamiz.
3. P-i-n-strukturasining maydoni A to'siq sig'imining , qiymatiga qarab belgilanadi va bunda:

4. Ruxsat qilinadigan to’gri tok qiymati:

I_пр.доп = A*J_доп = 10² *4,7*10⁻⁴ = 0,047 А = 47 мА.

5. To’yinganlik oqimi asosan teshik rejimida bo'ladi. L_p > w bo'lgani uchun, Lp o'rniga hisoblash formulasida w ni almashtiramiz, keyin

U_обр = 50 В da Yarimo'tkazgich yuzasiga yaqin taqsimlangan elektr zaryadi bo'lgan maydon kengligi tok generatsiyasi quyidagiga teng bo’ladi :

E'tibor bering, U_обр=50 V da, ishlab chiqarish oqimi deyarli o'zgarmaydi, chunki yarimo'tkazgich yuzasiga yaqin taqsimlangan elektr zaryadi bo'lgan maydon kengligi i-hududining kengligiga teng bo'lib qoladi.