- •Электронный вариант конспекта по дисциплине «Электронные приборы»
- •Электропроводность полупроводников.
- •Собственная электропроводность п/п.
- •Основы квантовой статистики
- •Примесные п/п.
- •Электронно-дырочный переход
- •Физические процессы в симметричном р-n – переходе
- •Условия равновесия
- •Изменение концентрации зарядов в р-n – переходе
- •Плотность диффузионного тока.
- •Плотность дрейфового тока. Дырочный ток.
- •Ширина запирающего слоя (зс)
- •Различные виды переходов Несимметричный переход
- •Контакт металл - п/п Контакт Ме – n-п/п
- •Контакт Ме – п/п p-типа
- •Пробой p-n-перехода.
- •Ёмкости p-n-перехода
- •Полупроводниковые диоды Устройство и классификация п/п диодов
- •Вах диода
- •Статические параметры диодов
- •Зависимость характеристики и параметров диодов от температуры
- •Выпрямительные диоды
- •Параметры вд
- •Параллельное соединение диодов
- •Последовательное включение диодов
- •Особенности германиевых и кремниевых вд
- •Импульсные диоды
- •Стабилитроны и стабисторы
- •Варикапы
- •Транзисторы
- •Биполярные транзисторы
- •Режимы работы.
- •Токи в транзисторе
- •Схемы включения биполярного транзистора
- •Транзистор как чп
- •Параметры бт в схеме с об
- •Параметры бт в схеме оэ
- •Параметры бт в схеме с ок
- •Режим большого сигнала
- •Особенности транзисторов на вч при малых сигналах
- •Эквивалентная схема транзистора
- •Полевые транзисторы
- •Транзисторы, управляемые с помощью p-nперехода или барьера Шоттки
- •Пт с изолированным затвором.
- •Принцип работы пт с индуцированным каналом.
- •Пт со встроенным каналом.
- •Приборы с отрицательным сопротивлением
- •Туннельный диод
- •Токи в тд
- •Тиристоры
- •Динисторы. Переход п2 обычно считается коллекторным переходом. Динисторы можно рассматривать как два включённых навстречу друг другу транзистора.
- •Iвыкл III
- •Тринисторы
- •Симисторы
- •Фотоэлектронные приборы
- •Фотоэлемент
- •Светодиоды
- •Диод Устройство и принцип действия
- •Статические параметры диода
- •Предельные параметры диода
- •Устройство и принцип действия триодов
- •Статические параметры триода
- •Тетроды
- •Пентоды
- •Электронно-лучевые приборы
- •Принципы управления электронным лучом
- •Осциллографические трубки с электростатической фокусировкой и отклонением
- •Приложение 1: «Телевизоры на жк-панелях»
- •Глава 1. Исторический обзор развития микроэлектроники.
- •1.1. Основные направления развития электроники.
- •1.2. История развития микроэлектроники.
- •Глава 2. Общие сведения о полупроводниках
- •2.1. Полупроводники и их электрофизические свойства
- •2.2. Структура полупроводниковых кристаллов
- •2.3. Свободные носители зарядов в полупроводниках
- •2.4. Элементы зонной теории твердого тела.
- •Глава 3. Методы получения монокристаллов кремния
- •3.1. Метод Чохральского
- •3.2. Метод зонной плавки
- •Глава 4. Электронно-дырочный переход.
- •4.1. Образование p-n-перехода.
- •4.2. Вольтамперная характеристика p-n-перехода.
- •Глава 5. Биполярные и полевые транзисторы.
- •5.1. Структура биполярных транзисторов и принцип действия.
- •5.2. Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом.
- •5.4. Методы получения транзисторов.
- •Глава 6. Интегральные схемы.
- •6.1. Общие понятия.
- •6.2. Элементы биполярных полупроводниковых ис.
- •6.3. Элементы ис на мдп-структуре.
- •Глава 7. Большие интегральные схемы.
- •7.1. Общие положения.
- •Глава 8. Технологический процесс изготовления ис.
- •Глава 9. Гибридные интегральные схемы.
- •Глава 10. Методы обеспечения качества и надежности в процессе серийного производства ппи.
- •10.1. Общие понятия.
- •10.2. Система получения и использования информации при проведении работ по повышению надежности ппи.
- •10.3. Требования по обеспечению и контролю качества ис в процессе производства.
Контакт Ме – п/п p-типа
e0p > e0.
WМе p
e0p ЗП X
e0 Wс
WА WФ
ЗП WВ
ВЗ
W,U X
eK
e0p e0 Wс
WФ
ЗПВЗWВ
L
В этом случае электроны переходят из Ме в п/п, создавая ЗС, поскольку в p-п/п уменьшается концентрация дырок. При подключении прямого напряжения сопротивление ЗС уменьшается, при подключении обратного – увеличивается.
Из-за изменения сопротивления ЗС при подключении напряжения данный переход обладает выпрямляющими свойствами.
Если e0p >> e0, то может возникнуть инверсный слой вp-п/п, т.е. слой с электронной проводимостью.
Если e0p < e0, то электроны из п/п переходят в Ме, в п/п образуется избыточная концентрация дырок, и слой будет иметь более высокую проводимость, чем п/п – контакт антизапирающий (омический).
Пробой p-n-перехода.
Пробоем p-n-перехода называется резкий рост обратного тока через переход при приложении обратного напряжения.
Виды пробоя:
Лавинный пробой ЛП
Полевой пробой ПП
Тепловой пробой ТП
ЛП: развивается вp-n-переходе, образованном слаболегированным п/п (ширина ЗС большая).
Если приложить большое обратное напряжение, то суммарная напряжённость в ЗС велика, так что неосновные носители, проходя черезp-n-переход, приобретают энергию, достаточную для ионизации атомов п/п.
При этом дырки и электроны по пути через ЗС образуют новые пары подвижных носителей заряда, которые в свою очередь разгоняются в поле и ионизируют новое поле и т.д.
Т.е. в ЗС развивается лавина подвижных носителей и обратный ток резко увеличивается. Характеризует этот процесс коэффициент умножения, который определяется по формуле:
где N1– количество электронов, поступивших вp-n-переход
N2– количество электронов, ионизированных электронами
N’2– количество электронов, ионизированных дырками.
Важной характеристикой пробоя является обратное напряжение.
А,- коэффициенты, которые зависят от материала и от типа проводимости.
Для ЛП характерен резкий рост обратного тока при незначительном увеличении обратного напряжения.
I
UЛПU
ПП: этот пробой характерен для переходов, образованных п/п с меньшим, чем ранее удельным сопротивлением.
При сильном э.п. = (2-5) 107В/м возникает условие для ионизации атомов п/п фанонами или др. частицами.
Фанон – это энергия колеблющихся атомов.
Величина пробивного напряжения зависит от - удельного сопротивленияn- иp-п/пGe:
При значительной величине напряжение ПП больше, чем напряжение ЛП, и в переходе возникает ЛП.
Характеристика ветви ПП такая же, как и ЛП.
ТП: возникает в результате разогреваp-n-перехода обратным током большой величины.
Если количество джоулевого тепла, выделяемого в переход, больше, чем количество тепла, отводимого от перехода, то температура перехода возрастает и возрастает число носителей заряда, переход разогревается.
Напряжение UТПзависит от величиныIобр, сопротивленияp-n-перехода, от условий теплоотвода и от температуры окружающей среды.
Зависимость IобротUпр имеет вид:
I
U
ТП может наступить за счёт увеличения обратного тока при ЛП или ТП.
Ёмкости p-n-перехода
ЗС, образованный в p-n-переходе двумя слоями разноименно зарядов, может быть представлен эквивалентным плоским конденсатором с емкостью С:
S– площадь перехода
2L– ширина ЗС
Из анализа, проведённого ранее для p-n-перехода, видно, что концентрация объёмного заряда в приконтактной области изменяется в зависимости от внешнего напряжения.
При Uобр ширина ЗС увеличивается. Меняется при этом и распределение зарядов. Ёмкость, обусловленная наличием зарядов в ЗС в условиях равновесия и при подачеUобр , называетсябарьерной илизарядной ёмкостью.
Изменение объёмных зарядов происходит и при подключении Uпр за счёт инжекции неосновных носителей.
Ёмкость, обусловленная такими изменениями заряда, называется диффузионной.
Барьерную ёмкость рассмотрим на примере несимметричногоp-n-перехода (Nа>Nд).
ЗС лежит в основном в n-п/п. Ширина ЗС:
При подключении обратного напряжения ЗС расширяется.
При данном условии 2L=L’’
Диффузионная ёмкость– может быть определена, как отношение изменения величины инжектированных зарядов к изменению напряжения на переходе.
I–Iпрчерез переход
- время жизни неосновных носителей.