1.Основные классы п\п приборов, функции и режимы работы дискретных п\п приборов.

Приборы подразделяются на п\п, электронные и ионные.

П\п приборы делятся на:

• Интегральные

• Дискретные

Для интегральных п\п приборов характерно большое число элементов, малая мощность 10^-2Вт. Для дискретных – большая передаваемая мощность (6.5кА, 7кВ), простая структура, большие габариты. Дискретный п\п прибор – это самостоятельный элемент в мощной цепи.

Режимы работы п\п приборов:

• Усилительный: Для регулировки мощности на выходе в соответствии с заданным законом. Передаваемая информация содержится в амплитуде и форме сигнала. Усилительное устройство характеризуется линейным режимом работы. Усилительный режим работы характерен для приборов постоянного действия (усилители), т.е. для цифровой аппаратуры.

• Ключевой: Имеется два статических состояния включено\выключено (да\нет). Информация заключена в амплитуде сигнала, который принимает 2 дискретных уровня:

  • Уровень высокого напряжения

  • Уровень логического ноля

Три основных класса п\п приборов:

• Диод – неуправляемый п\п прибор (ключ), обеспечивающий однонаправленную передачу электрического тока.

• Транзистор – полностью управляемый прибор, работающий в двух режимах: усилительном и ключевом.

• Тиристор – мощный силовой управляемый ключ.

2. Строение атома. Понятие об энергетических уровнях и зонах твёрдого тела. Классификация и строение веществ в соответствии с зонной теорией твёрдого тела.

Т вердые тела состоят из атомов. Атом представляет собой ядро (протоны – положительные частицы, нейтроны) и электроны, вращающиеся вокруг ядра. Электроны сгруппированы в слои. Каждый слой обладает определённой энергией – разрешённый уровень энергии. Заряд электронов равен заряду ядра.

В каждом электрическом слое содержится определённое число электронов. Электроны, которые не уместились на орбитах более близких к ядру, образуют внешний слой атома и характеризуют валентность материала. Наиболее удаленные электроны обладают наибольшей энергией. Электроны стремятся занять уровень энергии, обладающий наименьшим значением => все близко расположенные к ядру электронные слои заняты. Электроны занимают те слои, которые обладают разрешённым уровнем энергии. При переходе электрона с дальней орбиты на ближнюю он отдаёт часть энергии в виде кванта излучения. При воздействии на атом (температура, радиация), электроны переходят на более высокие уровни энергии (они становятся возбуждёнными). При сильном возбуждении электрон покидает пределы атома, и он становится положительно заряженным ионом.

П ри производстве п\п приборов используют основные материалы и дополнительные. К основным относят Si, Ge, арсинид галлия. К дополнительным: мышьяк, бор, Al, фосфор.

Каждый атом связан с соседним. Для этого атом отдаёт 1-н электрон соседнему атому. Каждый атом связан с соседним посредством 2-х электронов׃ такая связь называется ковалентной. Внешний энергетический слой в такой структуре полностью заполнен, поэтому при Т=0ºК она является электрически нейтральной (чистый п\п).

П ри разработке п\п приборов используют примесные п\п: 5-ти валентные (мышьяк, фосфор, сурьма) и 3-х валентные (бор, Аl, галий). В такой структуре соседние атомы взаимодействуют др. с др., в результате чего разрешённый энергетический уровень расщепляется на несколько уровней, число которых равно числу соседних атомов. В результате расщепления энергетических уровней в тв. теле образуются энергетические зоны. В зависимости от того как соотносятся эти зоны, тв. тела делят на: 1)проводники 2)диэлектрики 3)П\проводники

1. Проводники 2. Диэлектрики 3. П\проводники

∆W₁=0.1÷3 эВ

∆W₂=3÷6 эВ – высокотем - пературные п\п

Под воздействием внеш. факторов перемещается в зону проводимости, минуя запретную зону. Уровень энергии, которой может обладать возбужденный электрон с вероятностью 0.5 наз-ся уровнем Ферми. Переход из валентной области в зону проводимости обеспечивает в валентной области пространство, называемое дыркой – положительная частица. Процесс образования пары электрон-дырка наз-ся генерацией. Процесс восстановления ковалентной связи наз-ся рекомбинацией.

3. Электрофизические свойства полупроводников. Примесные полупроводники, структура, виды носителей зарядов, свойства.

Под воздействием внешнего эл. поля процесс перемещения электронов и дырок становится упорядоченным―образуется эл. ток. Ток образуется и электронами и дырками=>различают проводимость электронную (n-типа) и дырочную (р-типа).

Ge, Si―ток образуется перемещением как электронов так и дырок, такая проводимость называется собственной.