- •Вопросы по твердотельной электронике
- •Образование зон в полупроводниках
- •Собственная проводимость полупроводников
- •Донорная проводимость полупроводников (проводимость п-типа)
- •Акцепторная проводимость полупроводников (проводимость р-типа)
- •Движение свободных носителей заряда в полупроводнике
- •Фундаментальная система уравнений для свободных носителей в полупроводнике
- •Граничные условия Шокли для "р-п" – перехода
- •Вольтамперная характеристика идеального " р-п" – перехода
- •Обратная ветвь вах "р-п" - перехода. Пробой "р-п" - перехода
- •Контакт «полупроводник - металл»
- •Полупроводниковые диоды (основные виды, их полупроводниковые структуры и обозначения на схемах)
- •Переходные процессы в полупроводниковых диодах. Частотные свойства диодов.
- •Статические и динамические модели полупроводниковых диодов. Линеаризированная статическая модель полупроводникового диода.
- •Параметрический стабилизатор напряжения на стабилитроне.
- •Полупроводниковая структура и принцип работы биполярного транзистора
- •Работа биполярного транзистора.
- •Вах биполярного транзистора и его статические параметры.
- •Модель биполярного транзистора (модель Эбберса-Молла)
- •Биполярный транзистор как четырехполюсник, h-параметры. Графическое определение h -параметров.
- •Выбор рабочей точки биполярного транзистора.
- •Полевой транзистор как четырехполюсник, y-параметры. Графическое определение y-параметров.
- •Переходные процессы в тиристоре
- •Эффект di/dt в тиристорах.
- •Эффект du/dt в тиристорах
-
Собственная проводимость полупроводников
Полупроводники, в которых свободные электроны и «дырки» появляются в процессе ионизации атомов, из которых построен весь кристалл, называют полупроводниками с собственной проводимостью. В полупроводниках с собственной проводимостью концентрация свободных электронов равняется концентрации «дырок». При повышении температуры (или освещенности) собственная проводимость проводников увеличивается.
-
Донорная проводимость полупроводников (проводимость п-типа)
Донорные полупроводники - полупроводниками п-типа. В таком полупроводнике электроны являются основными носителями тока, а дырки ( образовавшиеся при разрыве отдельных связей собственного полупроводника под действием нагревания или облучения) являются неосновными носителями тока.
Для донорного полупроводника образование свободного электрона не сопровождается образованием дырки. Если в полупроводник ввести донорную примесь, то ток в нем будет образовываться в основном электронами, поэтому такие полупроводники и называют электронными, а сами электроны называют основными носителями в отличие от дырок, которые в полупроводнике n - типа будут неосновными носителями.
В полупроводниках с примесью, валентность которой на единицу больше валентности основных атомов, носителями тока являются электроны; возникает электронная примесная проводимость (проводимость n-типа). Полупроводники с такой проводимостью называются электронными (или полупроводниками n-типа). Примеси, являющиеся источником электронов, называются донорами, а энергетические уровни этих примесей — донорными уровнями.
Добавим в полупроводник кремния пятивалентный атом мышьяка (As). Посредством четырех валентных электронов, мышьяк установит ковалентные связи c четырьмя соседними атомами кремния. Для пятого валентного электрона не останется пары, и он станет слабо связанным с атомом.
Под действием электромагнитного поля, такой электрон легко отрывается, и вовлекается в упорядоченное движение заряженных частиц (электрический ток). Атом, потерявший электрон, превращается в положительно заряженный ион с наличием свободной вакансии - дырки.
-
Акцепторная проводимость полупроводников (проводимость р-типа)
В полупроводниках с примесью, валентность которой на единицу меньше валентности основных атомов, носителями тока являются дырки; возникает дырочная проводимость (проворность p-типа). Полупроводники с такой проводимостью называются дырочными (или полупроводниками p-типа). Примеси, захватывающие электроны из валентной зоны полупроводника, называются акцепторами, а энергетические уровни этих примесей — акцепторными уровнями.
В четырёхвалентный полупроводник (например, в кремний) добавляют небольшое количество атомов трехвалентного элемента (например, индия). Каждый атом примеси устанавливает ковалентную связь с тремя соседними атомами кремния. Для установки связи с четвёртым атомом кремния у атома индия нет валентного электрона, поэтому он захватывает валентный электрон из ковалентной связи между соседними атомами кремния и становится отрицательно заряженным ионом, вследствие чего образуется дырка. Примеси, которые добавляют в этом случае, называются акцепторными.