1.(8)Основы теории полупроводников, диоды, биполярные и полевые транзисторы

Полупроводники – то элементы или вещества, занимающие промежуточное положение между проводниками и диэлектриком. ( кремний, теллур, галлий и т.д)

Валентный электрон – расположенные на внешней недостроенной оболочке.

В полупроводниках при некотором значении температуры , отличной от нуля, часть электронов будет иметь энергию, достаточную для перехода в зону проводимости. Эти электроны становиться свободными, а проводник – электропроводным.

Уход электрона из валентной зоны приводит к образованию в ней незаполненного энергетического уровня. Вакантное энергетическое состояние – это дырка.

Электропроводность :

• Электронная – движение свободных электронов

• Дырочная – движение дырок

• Собственная – у абсолютно чистого и однородного полупроводника, при температуре, отличной от 0К, число электронов равно числу дырок. Электропроводность обусловлена парными носителями теплового движения.

Электрические свойства полупроводников зависят от содержания в них атомов примеси, дефектов кристаллической решетки и т.д.

Примеси:

• Акцепторные – примеси дают р-тип

• Донорные – примеси дают n-тип

p-n-переход – это тонкий слой полупроводника между двумя областями, одна из которых представляет полупроводник р-типа, а другая n-типа.

Концентрация основных носителей заряда р и n-областях может быть равной(симметричный переход) или различаться(несимметричный переход).

Диоды

Полупроводниковый диод (ПД) – называют полупроводниковый прибор с одним электрическим p-n-переходом и двумя выводами.

Различают:

• По технологическом процессу – точечные, сплавные, микросплавные и т.д.

• По функциональному назначению – выпрямительные, импульсные, универсальные, фотодиоды, светодиоды и т.д.

Большинство ПД выполняют на основе несимметричных p-n-переходов.

Эммитер – низкооммная область диода.

База – высокооммная область диода.

1. Выпрямительные диоды – предназначены для преобразования (выпрямления) переменного тока в постоянный. К быстродействию, емкости p-n-перехода и стабильности параметров не предъявляют высоких требований. Характерно малое сопротивление в открытом состоянии и способностью пропускать большие токи. Недостаток: объемные, большая емкость (до 10пкФ).

Основные параметры:

• Max допустимое обратное напряжение

• Средний вороженный ток

• Импульсный прямой ток

• Средний обратный ток диода

• Среднее прямое напряжение диода при заданном значении тока через диод

• Рассеиваемая мощность

• Диф/ое сопротивление диода

2. Импульсные диоды –диоды имеющие малую длительность переходных процессов, имеющие меньшую емкость и мощность p-n- перехода по сравнению с выпрямительными. Предназначены для работы в импульсных цепях.

Основные параметры:

• Общая емкость диода

• Max импульсное прямое напряжение

• Max допустимый импульсный ток

• Время установления прямого напряжения

Фотодиод – представляет собой полупроводниковый диод обратный ток, которого зависит от освещенности p-n- перехода.

Светодиод – излучающий полупроводниковый диод предназначенный для непосредственного преобразования эл.энергии в энергию не когерентного излучения.