- •Вопрос 2. Собственные проводники. Зонная диаграмма. Собственная концентрация дырок и электронов. Температурный потенциал. Ширина запрещённой зоны.
- •Вопрос 3.Примесны пп n-типа. Зонная диаграмма.
- •Вопрос 4. Примесны пп p-типа. Зонная диаграмма.
- •Вопрос 5. Температурный диапазон работы примесных пп. Уравнение нейтральности.
- •Уравнение нейтральности полупроводников.
- •Вопрос 6. Термогенерация. Рекомбинация. Время жизни. Закон действующих масс.
- •Вопрос 7. Токи в пп.
- •1. Дрейфовый ток.
- •2.Диффузионный ток.
- •Вопрос 8. Решение стационарного уравнения диффузии. Зависимость диффузионного тока от координаты. Ток рекомбинации.
- •Вопрос 9. P-n переход. Структура. Больцмановское равновесие. Зонная диаграмма p-n-перехода. Высота потенциального барьеба.
- •Вопрос 10. Зарядовая модель p-n-перехода . Равновесная ширина p-n-перехода. Граничная равновесная концентрация неосновных зарядов.
- •Вопрос 11. Прямое смещение p-n-перехода. Граничная неравновесная концентрация неосновных зарядов.
- •Вопрос 12. Обратное смещение p-n-перехода. Экстракция.
- •Вопрос 13. Несимметричный p-n переход. Эмиттер. База. Односторонняя инжекция.
- •Вопрос 14. Вах идеализированного p-n перехода.
- •Вопрос 15. Прямая ветвь вах реального диода. Схема замещения диода при прямом включении. Тк Uпр
- •Дифференциальное сопротивление p-n перехода.
- •Температурная зависимость прямого напряжения.
- •Вопрос 16.Обратная ветвь вах реального диода. Схема замещения диода при обратном включении
- •Вопрос 17.Пробой p-n перехода. Виды пробоя. Температурная зависимость напряжения пробоя.
- •Вопрос 18. Неравновесная ширина p-n перехода. Барьерная ёмкость. Варикапы.
- •Вопрос 19. Основные технологические операции при изготовлении полупроводниковых диодов.
- •1. Сплавные диоды.
- •2. Точечные диоды.
- •4. Эпитаксиальные диоды.
- •Вопрос 20.Выпрямительные диоды. Параметры, классификация.
- •Классификация
- •Вопрос 21. Стабилитроны. Параметры, классификация. Стабисторы.
- •Вопрос 22. Параметрический стабилизатор напряжения.
- •Импульсный стабилизатор
- •Стабилизаторы переменного напряжения Современные стабилизаторы
- •Вопрос 23. Импульсные диоды. Процессы включения и отключения прямого тока.
- •Вопрос 24. Процессы импульсных диодов при переключении на обратное напряжение. Классификация импульсных диодов.
- •Вопрос 25. Диоды Шоттки.
- •Вопрос 26. Биполярные транзисторы Конструкция. Режимы работы.
- •Вопрос 27. Распределение неосновных зарядов в базе биполярного транзистора.
- •Вопрос 28. Токи в транзисторе. Коэффициент передачи тока эмиттера. Коэффициент инжекции. Коэффициент переноса.
- •Входные вах биполярного транзистора в схеме включения об.
- •Вопрос. 45 Малосигнальная схема замещения биполярного транзистора в схеме включения с общим эмиттером (оэ)
- •Вопрос. 47 Определение h – параметров транзистора по статическим вах в схеме включения об.
- •Вопрос 60.Динисторы, конструкция, принцип действия. Вах.
- •Вопрос. 62. Фотоэлектронные приборы. Фоторезисторы.
- •Вопрос. 63. Фотодиоды
- •Вопрос. 64. Фототранзисторы
- •Вопрос 65. Фототиристоры
- •Вопрос. 66. Оптроны
- •Существуют два класса оптических элементов, которые можно использовать при создании оптических эвм:
- •Вопрос. 67. Электровакуумные приборы
- •Типы эмиссии
- •Вопрос 68. Термокатоды
- •Вопрос 69. Электровакуумный диод. Потенциальные диаграммы. Режимы рон и рн
- •Принцип работы
- •Вах, Потенциальная диаграмма.
- •Режимы рон и рн не знаю!!! Вопрос 70. Идеализированная и реальная вах электровакуумного диода. Параметры.
- •Основными параметрами полупроводникового диода, учитывающими влияние температуры являются:
- •Вопрос 71. Электровакуумный триод. Режимы рв и рпп. Токораспределение. Проницаемость.
- •Вопрос. 73. Параметры электровакуумного триода.
- •Вопрос. 74. Тетрод. Динатронный эффект.
- •Динатронный эффект
- •Вопрос. 75. Пентод. Вах. Параметры.
Температурная зависимость прямого напряжения.
Вах идеализированной модели
позволяет получить значение температурного коэффициента прямого напряжения на p-n переходе.
(2.54)
Так как U<З, то ТКН<0. Для кремния при Т=300К З=1,1 В и если U=0,6 В ТКН 2мВ/oC ,
На рис. построены ВАХ диода для трех температур в области малых токов (I<5мА). При увеличении тока растет влияние омического сопротивления (2.50), которое имеет положительный ТК. Поэтому в области больших токов суммарный ТКН диода уменьшается по модулю и может даже изменить знак, графики тока сближаются и пересекаются.
Вопрос 16.Обратная ветвь вах реального диода. Схема замещения диода при обратном включении
Идеализированная модель (2.44) имеет обратный ток
Тепловой ток (2.47)
.
Поскольку SL – объем, а pn/p и np/n – скорости термогенерации, то тепловой ток обусловлен генерацией неосновных зарядов в прилегающих к p-n переходу слоях с объемами SL.
Реальный диод имеет дополнительные составляющие токов, которые могут превышать тепловой ток.
При обратном напряжении благодаря увеличению высоты потенциального барьера ток рекомбинации пренебрежимо мал (он преобладает при Uпр) и не компенсирует ток термогенерации (2.48)
IТ.Г.+Ijрек= IТ.Г 0 (2.55)
По аналогии (2.12.2)
. (2.56)
Ток термогенерации суммируется с тепловым и увеличивает обратный ток. Тепловой ток Io пропорционален квадрату собственной концентрации: Ioni2. Отношение собственных концентраций для Ge и Si составляет примерно 103, поэтому соотношение тепловых токов для Ge и Si составляет 106. Так как IТ.Гni, то отношение токов термогенерации для Ge и Si составляет 103.
В германиевых диодах IТ.Г <<Io, в кремниевых наоборот, ток IТ.Г >>Io, поэтому Ge: IoбрIo. (2.57)
Si: Ioбр IТ.Г. (2.58)
По этой причине германиевые диоды имеют обратные токи примерно в 103 раз больше кремниевых, а не в 106 в соответствии с идеализированной моделью.
В кремниевых диодах ток IО с ростом температуры увеличивается быстрее, чем ток термогенерации в переходе и при температурах выше +100оС превышает IТ.Г.
Кроме теплового тока и тока термогенерации в реальных диодах, особенно кремниевых, наблюдается ток утечки по поверхности IУТ, обусловленные дефектами кристаллической структуры и наличием различных поверхностных пленок, молекул газов, воды и др. В общем случае
IОБР= I0+IТ.Г.+IУТ , Iобр (Ge) ≈ 103 Iобр (Si) (2.59)
Вопрос 17.Пробой p-n перехода. Виды пробоя. Температурная зависимость напряжения пробоя.
Пробой – резкое увеличение обратного тока. Существует 2 основных типа первичного пробоя: туннельный и лавинный.
1. Туннельный пробой. Характерен для узких p-n переходов. Образуется между слоями с высокой концентрацией примесей. Туннельный эффект состоит в «просачивании» электронов через потенциальный барьер, когда их энергия недостаточна для преодоления потенциального барьера.
С ростом температуры уменьшается ширина запрещённой зоны, сам p-n переход сужается, энергия электронов увеличивается. Это приводит к уменьшению напряжения туннельного пробоя.
ТКН – температурный коэффициент напряжения пробоя. ТКН<0.
2. Лавинный пробой. Характерен для широких p-n переходов. Образуется между низко легированными слоями с большим удельным сопротивлением.
Движение электронов в p-n переходе с высокой напряженностью поля сопровождается ударной ионизацией атомов основного материала, в результате чего образуются электронно-дыроч-ные пары. Новые носители также могут набрать скорость (энергию), достаточную для ионизации – развивается лавинообразный процесс увеличения обратного тока.
При увеличении температуры электроны чаще сталкиваются с атомами основного материала, не успевая набрать энергию ионизации и для лавинного пробоя необходимо увеличивать напряжённость, т.е. напряжение пробоя. ТКН>0.
Ток пробоя необходимо ограничивать с помощью внешних резисторов. В противном случае за счёт саморазогрева первичный (туннельный и лавинный) пробой перейдёт во вторичный (тепловой) и диод выйдет из строя. Для выпрямительных диодов пробой является вредным эффектом. Ge -диоды как правило имеют в 100-1000 раз больше обратные токи и соответственно в 10 раз меньше напряжение пробоя. Пробой – полезный эффект при ограничении токов: используется в стабилитронах.