Онлайн поддержка
Все операторы заняты. Пожалуйста, оставьте свои контакты и ваш вопрос, мы с вами свяжемся!
ВАШЕ ИМЯ
ВАШ EMAIL
СООБЩЕНИЕ
* Пожалуйста, указывайте в сообщении номер вашего заказа (если есть)

Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / КУРСОВАЯ РАБОТА, РАЗНОЕ

Модель выпрямляющего диода: ИМПУЛЬСНО-ИНЖЕКЦИОННЫЙ ПРОГРАММИРУЕМЫЙ PIN ДИОД

Workhard 240 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 57 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 24.09.2021
ВВЕДЕНИЕ Изучение дисциплины «Основы надежности электронных средств» направлено на приобретение студентами знаний и навыков системного подхода к задачам проектирования электронных средств, совершенствования и разработки технологических процессов производства, обеспечения надежности элементов, функциональных узлов, устройств и конструкций электронных средств. Трудности, возникающие при решении этих задач, заключается в том, что современные электронные устройства являются сложными системами, поэтому применение для их анализа и синтеза классических методов наталкивается на ряд ограничений методического и принципиального характера. В основе этих ограничений лежат: отсутствие общей теории конструирования, обилие разнообразных физических процессов, используемых при проектировании и требующих специфических подходов, большое количество вероятностных характеристик параметров, с помощью которых необходимо описывать конструкцию электронного средства (1). Применение методов математической статистики, моделирования, а также современных методов автоматизации проектирования позволяет в значительной степени устранить эти трудности (2-6). При создании данной работы использовались: “Инструкция по организации и проведению курсового проектирования” (СМКО МИРЭА 7.5.1/04.И.05-18), Рабочая Программа по дисциплине "Основы надежности электронных средств", Программа и лекции по дисциплине "Основы надежности электронных средств", а также ряд работ (1-9).
Введение

ВВЕДЕНИЕ Изучение дисциплины «Основы надежности электронных средств» направлено на приобретение студентами знаний и навыков системного подхода к задачам проектирования электронных средств, совершенствования и разработки технологических процессов производства, обеспечения надежности элементов, функциональных узлов, устройств и конструкций электронных средств. Трудности, возникающие при решении этих задач, заключается в том, что современные электронные устройства являются сложными системами, поэтому применение для их анализа и синтеза классических методов наталкивается на ряд ограничений методического и принципиального характера. В основе этих ограничений лежат: отсутствие общей теории конструирования, обилие разнообразных физических процессов, используемых при проектировании и требующих специфических подходов, большое количество вероятностных характеристик параметров, с помощью которых необходимо описывать конструкцию электронного средства (1). Применение методов математической статистики, моделирования, а также современных методов автоматизации проектирования позволяет в значительной степени устранить эти трудности (2-6). При создании данной работы использовались: “Инструкция по организации и проведению курсового проектирования” (СМКО МИРЭА 7.5.1/04.И.05-18), Рабочая Программа по дисциплине "Основы надежности электронных средств", Программа и лекции по дисциплине "Основы надежности электронных средств", а также ряд работ (1-9).
Содержание

Оглавление Перечень сокращений, символов и специальных терминов.............................. 8 Введение ............................................................................................................... 9 1 Теоретические сведения\ ................................................................................ 11 1.1 PIN диоды и принципы моделирования ............................................ 11 1.2 PIN-диоды с управляющим затвором................................................ 17 1.3 Плавающий затвор. Основы............................................................... 22 1.4 Физика функционирования ................................................................ 25 1.5 Калибровка.......................................................................................... 29 1.6 Synopsys TCAD – описание................................................................ 30 2 Литературный обзор. ...................................................................................... 32 2.1 PIN диод как фотодетектор ................................................................ 32 2.2 Проектирование PIN диодов .............................................................. 38 2.3 Применение PIN диодов..................................................................... 41 2.4 Заключение теоретической части ...................................................... 43 3 Результаты моделирования............................................................................. 45 3.1 Моделирование структуры ................................................................ 45 3.2 Полученные распределения ............................................................... 47 3.3 Моделирование времени переключения ........................................... 49 3.3.1 Время переключения от толщины I области ........................ 51 3.3.2 Сравнение с существующими данными ............................... 52 3.4 PIN-диода с двумя параллельными плавающими затворами........... 54 3.4.1 Результаты моделирования ................................................... 55 3.4.2 Моделирование времени переключения .............................. 56 3.4.3 Сравнение результатов .......................................................... 57 3.5 Заключение практической части ....................................................... 57 3.6 Используемое программное обеспечение ......................................... 58 3.6.1 Визуальный редактор SDE ..............................
Список литературы

ЛИТЕРАТУРА. 1. Справочник конструктора РЭА. Общие принципы конструирования. Под ред. Р.Г. Варламова, М., «Сов.радио», 1980. 2. Ненашев А.П., Коледов Л.А. Основы конструирования микроэлектронной аппаратуры. М., «Радио и связь», 1981. 3. Беккер П., Йенсен Ф. Проектирование надежных электронных средств. М., «Сов.радио», 1977. 4. Глудкин О.П., Обичкин Ю.Г., Блохин В.Г. Статистические методы в технологии производства радиоэлектронной аппаратуры. М., «Энергия», 1977. 5. Ильин В.Н. Основы автоматизации схемотехнического проектирования. М., «Энергия», 1979. 6. Носов Ю.Р., Петросянц К.О., Шилин В.А. Математические модели элементов интегральной электроники. М., «Сов.радио», 1978. 7. Фомин А.В., Борисов В.Ф., Чермошенский В.В. Допуски в радиоэлектронной аппаратуре. М., «Сов.радио», 1973. 8. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М., «Наука», 1964. 9. Гусев В.П., Фомин А.В. и др..Руководство к лабораторным работам. Москва, МИРЭА, 2006. 10. Чернышев А.А., Основы надежности полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. М. «Радио и связь. 2008.
Отрывок из работы

1 Теоретические сведения 1.1 PIN диоды и принципы моделирования Импульсно-переключательный полупроводниковый диод - это полупроводниковый диод, применяемый в устройствах регулирования уровня СВЧ мощности [3]. Принцип работы импульсного диода переключения, основанные на большой разницы в импедансе СВЧ-сигнала в прямом и обратном смещении. Таким образом, СВЧ-цепи (волноводных, коаксиальных или полосковых линий), что следует переключающего устройства с диодом, может быть открытой или закрытой для СВЧ сигнала. Например, в РЛС с фазированными антенными решетками, содержащими тысячи идентичных антенных элементов, диоды переключения должен обеспечивать подачу мощного СВЧ импульса на каждый элемент в определенные моменты времени. Мощный импульсный передатчик не должен попадать в чувствительные каналы приемника. Поэтому, есть основные требования для коммутации СВЧ-диодов: они должны с минимальными потерями пропускать микроволновую энергию в состояние передачи и крутит в состояние блокировки; там должно быть больше допустимой рассеиваемой мощности; высокое пробивное напряжение; низкая производительность и достаточно большая скорость переключения. Одним из важных параметров переключательного диода является критическая частота , которая описывает эффективность переключения диода и рассчитывается по следующей формуле: v 11 где — структурная ?мкость; — активная составляющая полного сопротивления диода в режиме прямого смещения; — обратное сопротивление потерь в режиме обратного смещения. Для увеличения допустимой мощности рассеяния диода необходимо увеличивать площадь выпрямляющего электрического перехода, что влечет за собой увеличение барьерной емкости. Поэтому большинство переключательных СВЧ-диодов имеет PIN-структуру, толщина p-n-перехода которой существенно увеличена из-за наличия между p- и n-областями слоя высокоомного полупроводника с собственной электропроводностью (рис. 1.1). а – диод с PIN структурой; б – зонная диаграмма; в – распределение примесей; г – плотность объемного заряда; д - напряженность электрического поля Рисунок 1.1 – PIN структура и основные характеристики [3] На практике структуру для импульсных переключательных СВЧ PIN-диодов изготавливают на кристалле кремния (Si) с собственной 12 проводимостью, т.е. низким легированием (малая концентрация доноров или акцепторов). На рис. 1.1. показаны распределения примесей, энергетические диаграммы, плотности заряда и электрического поля в двух стандартных структурах PIN и PPN. Существует несколько методов изготовления этих структур: диффузия примесей, легирование ионами, эпитаксиальное выращивание. Структура PIN-диодов имеют меньше емкость барьера, которая очень слабо зависит от напряжения (особенно если в P и N областях большая концентрация примеси). Данная независимость емкости от напряжения является очень важным свойством импульсных переключательных диодов, так как любое изменение этих параметров может повлиять на частоту полезного сигнала. Напряжение пробоя структуры PIN-диода может достигать нескольких сотен вольт, что значительно превышает напряжение пробоя обычных диодов с р-n переходом с одинаковым легированием в соседних областях. Максимальная мощность некоторых марок СВЧ-диодов (2А523А-4 и тд), которую они могут рассеивать в непрерывном состоянии составляет 20 Вт. Диоды такого вида представляют собой бескорпусное устройство с жесткими контактами (выводами) — кристаллодержателями — и защитное покрытие. Их диаметр обычно составляет 2 мм и длина 3,6 мм. Импульсные переключательные СВЧ-диоды могут работать последовательно или параллельно с линией передачи. В параллельной цепи при прямом включении диод имеет малое сопротивление, шунт линии, и большая часть всей СВЧ мощности отражается в обратную сторону. Таким образом, в параллельной цепи для переключения СВЧ-моста используют разницу в количестве отражения, а не поглощения. Диод, однако, поглощает лишь незначительную часть попадающей на него мощности СВЧ-сигнала, что позволяет маломощному устройству контролировать десятки и сотни киловатт импульсной мощности СВЧ-сигнала. 13 Недостаток коммутационных СВЧ PIN диодов - инерционность процесса рекомбинации носителей заряда из I-области в момент переключения прямого смещения на обратное, потому что скорость передвижения носителей заряда ограничена, а I-область может иметь толщину в несколько десятков микрометров. Классический пример PIN-диода - кремниевый диод [4 - 6]. PIN-диод - устройство на основе кремниевого полупроводника, образованного из слоя с высоким сопротивлением – I-область, которая находится между высоколегированными P и N слоями. Обычно PIN-диод широко используется в ВЧ и СВЧ диапазонах, так как он действует как ток контролирующий сопротивление на этих частотах. PIN-диоды находят применение в силовой электронике, за сч?т центрального I-слоя способного выдержать высокое напряжение. Они широко внедрены в электронные переключатели, например в радиочастотах. Сопротивление диода определяется только прямым смещением постоянного тока. Сопротивление I-области зависит от количества носителей заряда и изменения высокой частоты последовательного сопротивления. PIN - диод - кремниевый полупроводник, состоящий из слоя материала (высокое удельное сопротивление) конечного размера (области) и толщины, который находится между p-типом и n-типом слоев. Когда диод в режиме, происходит инжекция заряда во внутренней области или I-слое. Этот заряд состоит из дырок и электронов, у которых есть конечное время жизни до рекомбинации. Изменяя толщину I-уровня, становится возможным создать диод с различной геометрией и, в результате, таким же сопротивлением шунта, Rs, и общей емкостью, Ct характеристикой. Эти устройства могут иметь одинаково-малые сигнальные характеристики. Однако, более толстый слой I-области обладал бы более высоким объемом или РЧ-напряжением пробоя и обладал бы лучшими свойствами искажения. С другой стороны, более тонкое устройство имело бы быструю скорость переключения. Теория 14 влияния толщины I-области неоднократно исследовалась и продолжает изучаться.
Условия покупки ?
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Служба поддержки сервиса
+7 (499) 346-70-XX
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg