Проверка соответствия расчетных и заданных значений основных параметров диода и корректировка расчетов

2.4 Проверка соответствия расчетных и заданных значений основных параметров диода и корректировка расчетов

Сначала проведем проверку по импульсному прямому падению напряжения U_FM. Для нахождения U_FM при выбранном d_B= 24 мм рассчитываем активную площадь структуры по (1.4.5):

см².

Затем определим максимальное значение плотности тока в прямом направлении по (1.5.1):

А/см².

Далее по (1.4.7) находим U_FM и сразу же учтем падение напряжения на омических контактах равное 0.05 В.

Полученное значение U_FM = 1,4 В, что меньше заданного.

Теперь рассчитаем значение повторяющегося импульсного обратного тока I_RRM по (1.5.2), где учтем только I_S(1.5.3) и I_g (1.5.7), но сначала рассчитаем входящие в них температурно-зависимые параметры при T_jm= 175°C.

см^-3.

мкс.

T_n= T/300 = (175+273)/300 = 1,49.

см²/(В×с).

см²/с.

Так как структура нашего выпрямительного элемента p⁺- n то электронной составляющей в (1.5.3) можно пренебречь тогда:

А/см².

Для определения тока термогенерации I_g по (1.5.7) найдем сначала ширину области объемного заряда при повторяющемся импульсном обратном напряжении l(U_RRM) по (1.5.8):

 мкм.

Так как расширение области объемного заряда в базу ограничивается сильнолегированной n⁺ то после определения l следует вычислить распространение области объемного заряда в базовые области по (1.5.10)-(1.5.11):

мкм.

мкм.

И если так как l_n=195,73 мкм при напряжении U_RRM больше d_n=175 мкм (см. рисунок 1.4.1), то ширину области объемного заряда следует найти по (1.5.12).

мкм.

Зная l(U_RRM) рассчитаем j_g:

А/см².

После определения плотностей тока насыщения и генерационного тока рассчитаем повторяющийся импульсный обратный ток диода по (1/5.14), для чего рассчитаем площадь большего омического контакта по (1/5.15):

см².

Тогда:

А/см².

Найденное значение I_RRM меньше заданного, следовательно, расчет верен.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте был рассчитан выпрямительный диффузионный диод со следующими параметрами:

повторяющееся импульсное обратное напряжение: U_RRM= 2000 B,

максимально допустимый прямой ток: I_FAV= 350 A,

обратный допустимый ток I_RRM≤ 70 мА,

прямое падение напряжения U_FM ≤ 1,5 В,

концентрация легирующей примеси в исходном кристалле N_d = 5,68 × 10¹³,

удельное сопротивление исходного кристалла r = 70 Ом×см,

толщина структуры W = 270 мкм,

глубина залегания p - n-перехода x_j= 55 мкм,

параметры диффузии Dt = 2,17 ×10^-6 см^-2,

диаметр выпрямительного элемента d_В = 24 мм,

угол обратной фаски j = 40°,

максимальная температура корпуса T_C = 140°C.

Конструкция корпуса диода - таблеточная.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Сережкин Ю. Н., Ионычев В. К. Проектирование полупроводниковых низкочастотных выпрямительных диодов: Учебн. пособие. – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2000. - 60 с.

2 Маллер Р., Кейменс Т. Элементы интегральных схем: Пер. с англ. – М.: Мир, 1989. – 630 с., ил.

3 Евсеев Ю. А., Дерменжи П. Г. Силовые полупроводниковые приборы: Учебник для техникумов. – М.: Энергоиздат, 1981. – 472с., ил.

Приложение А

(Обязательное)

Приложение Б

(Обязательное)

Приложение В

(Справочное)

1, 7 – основания;

2, 5 – медные или кованые манжеты;

3 – изолятор;

4 – керамический корпус;

6 – гибкая кольцевая медная мембрана;

8 – выпрямительный элемент.

Приложение В

(Справочное)

1- основание,

2- стальной стакан,

3- стальная манжета,

4- керамический изолятор,

5- медная трубка,

6- наконечник,

7- внешний вывод,

8- нижний конец внешнего вывода,

9- внутренний вывод,

10- тарельчатые пружины,

11- изолятор,

12- выпрямительный элемент.