Физические основы электроники. Электронные приборы

Август 19, 2022

Главная
Физика
Физические основы электроники. Электронные приборы

Содержание

2. Электропроводность полупроводников Полупроводник (п/п) – вещество с выраженной зависимостью удельной проводимости от воздействия внешних факторов (t°,
3. Ковалентные связи прочны и при низких t° не разрываются. При нагреве п/п энергия валентных электронов растет
4. Образование свободного электрона влечет за собой появление свободного места в нарушенной ковалентной связи – электронной дырки
5. При тепловом движении образуются пары е - р с их частичным воссоединением – рекомбинацией. При постоянной
6. Проводимость п/п, вызванная наличием свободных электронов называется электронной проводимостью (n типа) Упорядоченное движение дырок в направлении
7. В п/п с примесью наряду с собственной проводимостью возникает примесная проводимость. Внесение примесей в чистые проводники
8. Примеси 5-й валентной группы (мышьяк, сурьма) вытесняют отдельные атомы п/п в кристаллической решетке, при этом появляется
9. - - - - - - - + + + - Еп - - - -
10. Внесение в п/п примесей 3-й группы (индий, галлий) приводит к тому, что одна из четырех ковалентных
11. + + + + Под действием ЭП дырки перемещаются в направлении вектора напряженности поля. П/п с
12. Электронно-дырочный переход Электронно-дырочный переход (р-n-переход) – это область на границе двух п/п, один из которых n,
13. Р-n переход получают путем введения в примесный п/п дополнительной легирующей примеси. Например, при введении акцепторной примеси
14. При соприкосновении п/п в пограничном слое происходит рекомбинация электронов и дырок Свободные электроны из зоны n-
16. Обратное включение «р-n» перехода Присоединим к п/п источник постоянного тока, плюс к n- зоне, минус к
19. p n Прямое включение «р-n» перехода - - - - - - - - - +
22. Рассмотрим полную вольт-амперную характеристику (ВАХ) p-n перехода
23. 1 2 3 4 Характеристика p-n перехода нелинейна. 1. Е вн 2. Е вн > Е
24. Электронно-дырочные переходы широко применяются в современных п/п приборах. П/п приборы с одним p-n переходом называют диодами,
27. Скачать презентацию

Слайд 2

Электропроводность полупроводников
Полупроводник (п/п) – вещество с выраженной зависимостью удельной проводимости от

воздействия внешних факторов (t°, ЭМП, света, излучения).
К п/п материалам относят кремний Si, германий Ge, арсенид галлия GaAs, карбид кремния СаС2 и др.
Кристаллы п/п имеют атомную кристаллическую решетку.

Германий

Si, Ge, GaAs, СаС2

Слайд 3

Ковалентные связи прочны и при низких t° не разрываются.
При нагреве п/п

энергия валентных электронов растет и связи рвутся. Электрон е становится свободным.
Без внешнего поля движение электронов хаотично

Слайд 4

Образование свободного электрона влечет за собой появление свободного места в нарушенной

ковалентной связи – электронной дырки р.
Электронная дырка имеет положительный заряд.
При отсутствии внешнего поля положение дырок в кристалле также меняется хаотично.

Слайд 5

При тепловом движении образуются пары е - р с их частичным

воссоединением – рекомбинацией.
При постоянной температуре число пар в единице объема постоянно

Слайд 6

Проводимость п/п, вызванная наличием свободных электронов называется электронной проводимостью (n типа)
Упорядоченное

движение дырок в направлении линий напряженности поля, т.е. в направлении обратном перемещению электронов, называется дырочной проводимостью (р типа)

Проводимость чистых п/п, без примесей, называется собственной проводимостью.
Из-за малого числа свободных носителей зарядов собственная проводимость полупроводников не велика.

Слайд 7

В п/п с примесью наряду с собственной проводимостью возникает примесная проводимость.

Внесение примесей в чистые проводники называется легированием.
Примеси бывают донорными и акцепторными.

Схема связи примеси с германием

Пятивалентной (донорной) Трехвалентной (акцепторной)

Слайд 8

Примеси 5-й валентной группы (мышьяк, сурьма) вытесняют отдельные атомы п/п в

кристаллической решетке, при этом появляется один лишний электрон, слабо связанный с ядром атома примеси. Лишние электроны атомов примеси оказываются свободными.

Примеси, легко отдающие электроны, называются донорными.

Слайд 9

-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
-
Еп
-
-
-
-
При наличии ЭП свободные электроны начинают упорядоченное движение в

кристалле п/п и в нем возникает электронная примесная проводимость (п/п n – типа). В проводнике n – типа электронов больше дырок, т.е. основными носителями зарядов являются электроны, неосновными –дырки.

Слайд 10

Внесение в п/п примесей 3-й группы (индий, галлий) приводит к тому,

что одна из четырех ковалентных связей каждого атома будет незаполненной. В решетке образуется дырка. Такого рода примеси называют акцепторными (принимающими).

Слайд 11

+
+
+
+
Под действием ЭП дырки перемещаются в направлении вектора напряженности поля. П/п

с преобладанием дырочной проводимости называется п/п р-типа. В проводнике р-типа основными носителя заряда являются дырки, неосновными – электроны.

Слайд 12

Электронно-дырочный переход
Электронно-дырочный переход (р-n-переход) – это область на границе двух п/п,

один из которых n, другой р типа.

Слайд 13

Р-n переход получают путем введения в примесный п/п дополнительной легирующей примеси.
Например,

при введении акцепторной примеси в п/п n-типа в нем образуется область p- типа, граничащая с п/п n-типа.

Слайд 14

При соприкосновении п/п в пограничном слое происходит рекомбинация электронов и дырок

Свободные электроны из зоны n- типа занимают свободные вакантные места парноэлектронных связей в зоне п/п р-типа. В результате вблизи границы двух п/п образуется слой, где нет подвижных носителей зарядов. Этот слой называется запирающим, его толщина несколько микронов.

Е зап

Слайд 15

Слайд 16

Обратное включение «р-n» перехода
Присоединим к п/п источник постоянного тока, плюс к

n- зоне, минус к p-зоне.
Внешнее поле повысит высоту потенциального барьера, т.к. вектор Е зап совпадает по направлению с вектором Е внеш.
Ток через p-n переход обусловлен движением неосновных носителей заряда. Величина тока очень мала, сопротивление перехода велико. Ток в данном случае называют обратным, а p-n переход закрытым.

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

p
n
Прямое включение «р-n» перехода
- - -
- - -
- - -
+ +

+
+ + +
+ + +

Присоединим плюс источника к p-зоне, а минус к n-зоне.
Внешнее поле понизит высоту потенциального барьера, т.к. Е зап противоположно с Е внеш.
Ток через p-n переход обусловлен движением основных носителей заряда. Величина тока велика, сопротивление перехода мало. Ток в данном случае называют прямым, а p-n переход открытым.

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

Рассмотрим полную вольт-амперную характеристику (ВАХ) p-n перехода

Слайд 23

1
2
3
4
Характеристика p-n перехода нелинейна.
1. Е вн < Е зап и

прямой ток мал.
2. Е вн > Е зап и прямой ток очень велик.
3. Запирающий слой препятствует движению основных носителей заряда, небольшой ток определяется током неосновных носителей.
4. Происходит пробой p-n перехода и обратный ток быстро возрастает, начинается лавинообразное размножение носителей зарядов – электронов и дырок.

Электронно-дырочный переход по отношению к току является несимметричным: в прямом направлении сопротивление перехода значительно меньше, чем в обратном.
Закрытый p-n переход обладает электрической емкостью.

Слайд 24

Электронно-дырочные переходы широко применяются в современных п/п приборах.
П/п приборы с одним

p-n переходом называют диодами, с двумя – транзисторами, с тремя –тиристорами.

Слайд 25

Физические основы электроники. Электронные приборы

Содержание

Электропроводность полупроводниковПолупроводник (п/п) – вещество с выраженной зависимостью удельной проводимости от

Ковалентные связи прочны и при низких t° не разрываются.При нагреве п/п

Образование свободного электрона влечет за собой появление свободного места в нарушенной

При тепловом движении образуются пары е - р с их частичным

Проводимость п/п, вызванная наличием свободных электронов называется электронной проводимостью (n типа)Упорядоченное

В п/п с примесью наряду с собственной проводимостью возникает примесная проводимость.

Примеси 5-й валентной группы (мышьяк, сурьма) вытесняют отдельные атомы п/п в

-------+++ - Еп ----При наличии ЭП свободные электроны начинают упорядоченное движение в

Внесение в п/п примесей 3-й группы (индий, галлий) приводит к тому,

++++Под действием ЭП дырки перемещаются в направлении вектора напряженности поля. П/п

Электронно-дырочный переходЭлектронно-дырочный переход (р-n-переход) – это область на границе двух п/п,

Р-n переход получают путем введения в примесный п/п дополнительной легирующей примеси.Например,