- •210308 – Техническое обслуживание и ремонт
- •Энергетическая диаграмма твердого тела
- •Энергетическая диаграмма твердого тела выглядит:
- •Ширина запрещенной зоны влияет на электропроводность:
- •2 Внутреннее строение полупроводников
- •2.1 Примесная проводимость полупроводника
- •2.1.1 Донорная (электронная) проводимость
- •2.1.2 Акцепторная (дырочная) проводимость
- •2.2.2 Диффузионный ток
- •3 Контактные явления
- •3.1.1Симметричный p-n переход в равновесном состоянии
- •3.1.2.Обратное включение p-n перехода
- •3.1.3 Прямое включение p-n перехода
- •3.1.4 Вольт-амперная характеристика перехода Выпрямляющий и омический контакты
- •3.2 Емкости p-n перехода
- •3.2.1 Барьерная емкость
- •3.2.2 Диффузионная емкость
- •3.3 Пробой p-n перехода
- •Обратная ветвь вах при пробое:
- •Виды пробоев:
- •3.3.1 Тепловой пробой
- •3.3.2 Электрический пробой
- •А) Лавинный пробой
- •Б) Туннельный пробой
- •Механизм туннельного пробоя:
- •4 Внутренний и внешний фотоэффект
- •4.1 Внутренний фотоэффект
- •4.2 Внешний фотоэффект
- •5.2 Выпрямительный диод
- •Механизм сглаживания пульсаций:
- •5.3 Стабилитрон
- •Применение стабилитронов:
- •5.4 Буквенно-цифровое обозначение стабилитронов бцо стабилитронов состоит из четырех элементов:
- •Пример1: кс182а
- •Пример2: 2с620а
- •5.5 Варикап
- •Принцип работы схемы:
- •Применение варикапа:
- •5.6 Импульсный диод
- •Пример: 2д503а
- •Причины инерционности:
- •Способы уменьшения инерционности импульсного диода (повышение быстродействия)
- •Р hν ассмотрим фотодиодный режим:
- •6.2 Особенности лазерного излучения
- •6.3 Лазеры на гетероструктурах
- •Применение гетеропереходов:
- •6.4 Применение лазеров
- •7 Транзисторы
- •7.1.Биполярные транзисторы
- •Обозначение:
- •7.1.1 Назначение областей транзистора
- •7.1.2 Режимы работы транзистора
- •7.1.3 Буквенно- цифровое обозначение транзисторов бцо транзисторов состоит из четырех элементов:
- •7.1.4 Принцип работы транзистора
- •7.1.5 Основные коэффициенты, характеризующие работу транзистора
- •Выходные характеристики транзистора об
- •Статические вах транзистора оэ
- •Входные характеристики транзистора оэ
- •7.1.9 Динамический режим работы транзистора
- •7.1.10 Первичные параметры транзистора
- •Примечание:
- •7.1.12 Частотные свойства биполярных транзисторов
- •Граничные частоты транзисторов:
- •Способы уменьшения времени пролета нз через базу
- •Время пролета уменьшают:
- •7.2 Полевые транзисторы
- •Полевой транзистор содержит 3 электрода:
- •Полевые транзисторы бывают:
- •7.2.1 Полевой транзистор с p-n затвором
- •Обозначение:
- •Принцип действия полевого транзистора
- •Влияние напряжения на сечение канала
- •Выходные (стоковые) характеристики
- •Стоковые (выходные) характеристики
- •Стоко-затворные (передаточные) характеристики
- •Обозначение:
- •Достоинства:
- •Недостатки:
- •8 Тиристоры
- •8.1 Динисторы
- •Обозначение:
- •Вах динистора
- •8.2 Тринисторы
- •Пример: ку 201а, ку 202а
- •Вах тринистора
- •9 Электронные лампы
- •9.1 Диод
- •9.2 Триод
- •Анодные (выходные) характеристики триода
- •Анодно-сеточные (передаточные) характеристики триода
- •9.3 Тетрод
- •9.4 Пентод
- •Анодные (выходные) характеристики пентода
- •Анодно-сеточные характеристики пентода (в режиме перехвата)
- •Электростатическая отклоняющая система
- •Трубки с магнитным управлением
2.2.2 Диффузионный ток
Диффузионный ток – это направленное движение НЗ, возникающее из-за разности их концентраций.
Если какую-то часть полупроводника нагреть, то в этой области возникнет повышенная концентрация зарядов (за счет термогенерации, т.е. генерации, вызванной тепловой энергией).
Но чем выше концентрация НЗ, тем больше вероятность столновения электронов друг с другом, в результате чего электроны будут как бы «выталкиваться» из области с повышенной концентрацией НЗ в область, где эта концентрация ниже.
Таким образом, НЗ стремятся к выравниванию концентраций.
Это явление получило название «диффузия» - проникновение.
3 Контактные явления
3.1 p-n переход
P-n переход – это контакт двух полупроводников с разной проводимостью.
Контакт нельзя создать простым соприкосновением двух полупроводников, т.к. при этом неизбежен слой воздуха, окислов, грязи. Для получения p-n перехода используется особая технология.
p n
d – толщина перехода
d (0,1÷1) мкМ (1мкМ=10-6 М)
3.1.1Симметричный p-n переход в равновесном состоянии
Переход называется симметричным, если выполняется условие:
концентрации ОНЗ двух полупроводников равны (концентрация дырок в полупроводнике p-типа равна концентрации электронов в полупроводнике n-типа).
Если указанное условие не выполняется, переход называется несимметричным.
Переход находится в равновесном состоянии, если отсутствует внешний источник питания (отсутствует внешнее поле).
Рассмотрим симметричный p-n переход в равновесном состоянии. В полупроводнике p-типа содержится большое количество дырок, а в полупроводнике n-типа их мало. В полупроводнике n-типа содержится большое количество электронов, а в полупроводнике p-типа их мало. Имеем разность концентраций, следовательно, возникает диффузия (проникновение) – носители заряда стараются выровнять концентрацию, в результате чего дырки из p-области перемещаются в n-область, в обратном направлении перемещаются электроны. Возникает направленное движение ОНЗ, т.е. возникает диффузионный ток: .
Нолик означает, что переход находится в равновесном состоянии.
Т.к. за направление тока принято считать направление движения дырок, то диффузионный ток будет протекать из p-области в n-область.
p n
ОНЗ
IДИФО
Переход дырок и электронов в соседние области приводит к обеднению приконтактного слоя основными носителями заряда, а, следовательно, его сопротивление увеличивается . Таким образом, приконтактный слой обладает повышенным сопротивлением по отношению к другим областям. Такой слой называется запирающим.
В первоначальный момент (до диффузии) p- и n-области являлись электрически нейтральными. (Большое количество дырок в p-области нейтрализовалось примерно таким же количеством отрицательных ионов примеси. Аналогично, большое количество электронов в n-области нейтрализовалось таким же количеством положительных ионов примеси.)
В результате диффузии электрическая нейтральность перехода нарушается: в p-области окажутся избыточными отрицательные ионы примеси, а в n-области – положительные ионы примеси, вследствие чего p-область заряжается отрицательно, а n-область – положительно. Возникает разность потенциалов , называемая потенциальным барьером: , где - потенциал n-области;
- потенциал p-области.
Наличие разности потенциалов приводит к возникновению внутреннего электрического поля , направленного из n-области в p-область (от плюса к минусу).
p n
ЕВН
Внутреннее поле является тормозящим для ОНЗ и ускоряющим для ННЗ, поэтому под действием этого поля ННЗ перебрасываются в соседние области. Возикает направленное движение ННЗ, т.е. возникает дрейфовый ток: .
p n
ННЗ Ө
ННЗ
ЕВН
IДРО
Т.к. диффузионный и дрейфовый токи текут в противоположных направлениях, то суммарный ток через переход будет равен 0.
или
В равновесном состоянии перехода ток диффузии равен току дрейфа.