Содержание
- 2. Введение Электроникой называют раздел науки и техники, занимающийся исследованием взаимодействия электронов с электромагнитными полями и методов
- 3. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ
- 4. Энергетические уровни и зоны В соответствии с квантовой теорией энергия электрона, вращающегося по своей орбите вокруг
- 5. Каждой орбите соответствует строго определенная энергия электрона, или энергетический уровень. Энергетические уровни отделены друг от друга
- 6. Согласно принципу Паули на одном энергетическом уровне не может находиться более двух электронов. В невозбужденном состоянии
- 7. Проводники, полупроводники и диэлектрики В твердых телах атомы вещества могут образовывать правильную кристаллическую решетку. Соседние атомы
- 8. Соседние атомы в твердых телах так близко находятся друг к другу, что их внешние электронные оболочки
- 9. Разрешенная зона, в которой при температуре абсолютного нуля все энергетические уровни заняты электронами, называется валентной.
- 10. Разрешенная зона, в которой при температуре абсолютного нуля электроны отсутствуют, называется зоной проводимости. Между валентной зоной
- 11. Ширина запрещенной зоны является основным параметром, характеризующим свойства твердого тела.
- 12. В полупроводниковой электронике широкое применение получили германий Ge ( ΔW = 0,67 эВ) и кремний Si
- 13. Электроны в твердом теле могут совершать переходы внутри разрешенной зоны при наличии в ней свободных уровней,
- 14. В металлах зона проводимости частично заполнена. Концентрация свободных электронов в металлах практически не зависит от температуры.
- 15. У диэлектриков и полупроводников при температуре абсолютного нуля валентная зона полностью заполнена, а зона проводимости совершенно
- 16. Собственная электропроводность полупроводников Атомы кремния (Si ) располагаются в узлах кристаллической решетки, а электроны наружной электронной
- 17. При температуре абсолютного нуля (T=0K) все энергетические состояния внутренних зон и валентная зона занята электронами полностью,
- 18. При температуре T > 0 К дополнительной энергии, поглощенной каким-либо электроном, может оказаться достаточно для разрыва
- 19. Электроны хаотически движутся внутри кристаллической решетки и представляют собой так называемый электронный газ. Электроны при своем
- 20. У атома полупроводника, от которого отделился электрон, возникает незаполненный энергетический уровень в валентной зоне, называемый дыркой.
- 21. Для простоты дырку рассматривают как единичный положительный электрический заряд. Дырка может перемещаться по всему объему полупроводника
- 22. Таким образом, в кристалле полупроводника при нагревании могут образовываться пары носителей электрических зарядов «электрон – дырка»,
- 23. Процесс образования пары «электрон – дырка» называют генерацией свободных носителей заряда. После своего образования пара «электрон
- 24. В течение времени жизни носители участвуют в тепловом движении, взаимодействуют с электрическими и магнитными полями как
- 25. При рекомбинации электрона и дырки происходит высвобождение энергии. В зависимости от того, как расходуется эта энергия,
- 26. Излучательной является рекомбинация, при которой энергия, освобождающаяся при переходе электрона на более низкий энергетический уровень, излучается
- 27. При безызлучательной рекомбинации избыточная энергия передается кристаллической решетке полупроводника, т.е. избыточная энергия идет на образование фононов
- 28. Генерация пар носителей «электрон – дырка» и появление собственной электропроводности полупроводника может происходить и при любом
- 29. Распределение электронов по энергетическим уровням Вероятность заполнения электроном энергетического уровня W при температуре T определяется функцией
- 30. где T – температура в градусах Кельвина; k – постоянная Больцмана; WF – энергия уровня Ферми
- 31. Соответственно функция (1- fn(W)) определяет вероятность того, что квантовое состояние с энергией E свободно от электрона,
- 32. При T = 0 К все энергетические уровни, находящиеся выше уровня Ферми, свободны.
- 33. При T > 0 К увеличивается вероятность заполнения электроном энергетического уровня, расположенного выше уровня Ферми. Ступенчатый
- 34. Примесная электропроводность полупроводников Электропроводность полупроводника может обусловливаться не только генерацией пар носителей «электрон – дырка» вследствие
- 35. Примеси бывают 1) донорного типа, 2) акцепторного типа.
- 36. Донорные примеси Донор – это примесный атом, создающий в запрещенной зоне энергетический уровень, занятый в невозбужденном
- 37. Пример донорной примеси – сурьма (Sb) (элемент V группы таблицы Менделеева). У атома сурьмы на наружной
- 38. Связь с ядром пятого электрона атома примеси слабее по сравнению с другими электронами. Под действием теплового
- 39. Атом примеси, потеряв один электрон, становится положительно заряженным ионом с единичным положительным зарядом. Он не может
- 40. Таким образом, полупроводник приобретает свойство примесной электропроводности, обусловленной наличием свободных электронов в зоне проводимости. Этот вид
- 41. Уровень Ферми будет смещаться вверх, к границе зоны проводимости Wп . Малейшее приращение энергии электрона приводит
- 42. Акцепторные примеси Акцептор – это примесный атом, создающий в запрещенной зоне энергетический уровень, свободный от электрона
- 43. Если в кристаллическую решетку полупроводника кремния ввести атомы примеси - индия (In) (элемент III группы таблицы
- 44. Одна из связей остается не заполненной. Заполнение этой свободной связи может произойти за счет электрона, перешедшего
- 45. Атом примеси, приобретая лишний электрон, становится отрицательно заряженным ионом, а дырка, образовавшаяся в атоме основного полупроводника,
- 46. Такой тип проводимости называется дырочным и обозначается буквой p (позитивный, положительный тип проводимости), а полупроводник называется
- 47. Орицательно заряженные ионы акцепторной примеси в полупроводнике р-типа не могут перемещаться внутри кристалла, так как находятся
- 48. Вероятность захвата электрона и перехода его в валентную зону возрастает в полупроводниках p-типа, поэтому уровень Ферми
- 50. Скачать презентацию