РОБОТА ППП ОСНОВАНА НА ЯВАХ ПРИМІСНОЇ ЕЛЕКТРОПРОВІДНОСТІ

ESTN (ОЕСТ)

Лекція №1

ЕЛЕКТРОННЕ ОБЛАДНАННЯ (ED)

ЕЛЕКТРОННІ ПРИСТРОЇ (EP)

Конспект лекції

Електронні інструменти - обладнання, засноване на використанні електричних явищ у напівпровідниках, вакуумі та газі.

ЕЛЕКТРОННІ ПРИЛАДИ - пристрої, дія яких пов'язана з використанням електричних явищ у напівпровідниках (ПП), вакуумі або газі.

Класифікація електронних пристроїв:

ЕМ активні, вони підсилюють електричні сигнали по потужності, змінюють їх форму, перетворюють один вид енергії в інший. Електронні пристрої - транзистори (ВТ), діоди (ВД), лампи та ін.

Пасивні елементи - резистори, конденсатори, котушки індуктивності.

ЕП вважаються активними приладами, т.к вони підсилюють електричні сигнали по потужності, змінюють їх форму, перетворюють один вид енергії в інший. ЕП - транзистор (ВТ), діод (ВД), лампа та ін.

Пасивні елементи - резистори, конденсатори, індуктивності.

Напівпровідниковий пристрій

Будова атома кремнію (рис. 3)

де Q + - заряд ядра; Q - - заряджені електрони атома.

Енергетична діаграма напівпровідника (рис. 4).

ВЗ – валентна зона – сукупність енергетичних рівнів валентних електронів; ЗП – зона провідності – сукупність енергетичних рівнів вільних електронів; 33 - заборонена зона - набір енергетичних рівнів, які не можуть бути зайняті електронами цієї речовини.

[І, С. 9-134; 3, с. 6-7; 5, с. 23-25] Запатентований напівпровідник

НАПІВПРОВІДНИК ЕЛЕКТРОПРОВІДНОСТІ

Запатентований PP - хімічно чистий PP.

Ge, Si - cвалентної зони атома по 4 електрони (рис. 3).

Площинне зображення кристалічних ґрат представлено на рис. 5. -ширина 33,

мінімальна енергія іонізації ПП: Ge = 0,72 еB; Si = I, I2 еВ (рис. 6).

Особливість ПП - два типи носіїв зарядів (НЗ):

вільні електрони -„n" q - ЗП;
дірки - "p" - не зайняті електронами енергетичні рівні у ВЗ q+.

ГЕНЕРАЦІЯ - процес утворення пари НЗ (електрон-дірка).

РЕКОМБІНАЦІЯ - процес зникнення цієї пари. ni pi – концентрація електронів та дірок у власному ПП (рис. 6). [І, с. 14-17; 3, с. 26]

РОБОТА ППП ОСНОВАНА НА ЯВАХ ПРИМІСНОЇ ЕЛЕКТРОПРОВІДНОСТІ

Домішний ПП - це ПП - в який введені домішки для підвищення електропровідності.

ВІН -основні носії заряду, концентрація яких переважає в даному ПП.

ПН -неосновні носії заряду, концентрація яких на кілька порядків нижча за ВІН. p n

Донорна домішка –

п'ятивалентні елементи (фосфор, сурма, миш'як). Атоми домішки, взаємодіючи з атомами ПП, утворює ковалентні зв'язки із чотирма сусідніми атомами ПП (рис. 7,8). П'ятий валентний електрон домішки слабко пов'язані з вузлом. Під впливом теплових коливань він відривається від ядра і стає електроном провідності. П'ятивалентний атом миш'яку, що залишився у вузлі, перетворюється на нерухомий позитивний іон. Концентрація електронів провідності кристалі різко зростає, електропровідність має електронний характер. ПП стаєнапівпровідником n-типу.ВІН - електрони, ПН - дірки.

Акцепторна домішка –

тривалентні елементи (індій, алюміній, бор). Атоми домішки, взаємодіючи затомами ПП, утворює ковалентні зв'язки із трьома сусідніми атомами ПП (рис. 9,10). Валентний електрон, що бракує, захоплюється атомом домішки у сусіднього атома ПП. Домішка перетворюється на нерухомий негативний іон, а в сусіднього чотиривалентного атома, що втратив валентний електрон, виникає дірка. Концентрація дірок різко зростає, електропровідність має дірковий характер. ПП стаєнапівпровідником р-типу.ВІН - дірки, ПН - електрони.

Контрольні питання

1. Які матеріали використовуються для виготовлення напівпровідникових приладів?

2. Намалюйте та підпишіть енергетичну діаграму ПП р-типу.

3. Намалюйте та підпишіть енергетичну діаграму ПП n –типу.

4. Які НЗ є ВІН у ПП р-типу?

5. Як називається процес утворення пари електрон-дірка власного ПП?

6. Як називається процес зникнення пари електрон-дірка?

7. Які НЗ є основними в ПП n-типу?

Завдання на СРС

1. Конспект Дифузійний струм у ПП [ОЛ6.2] стор 15.

Завдання на СРСП

1. Письменно пояснити різницю між дрейфовим струмом та дифузійним.