- •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.
Вопрос 3.Примесны пп n-типа. Зонная диаграмма.
Полупроводники, у которых концентрация свободных электронов превышает концентрацию дырок (свободных уровней в ВЗ), называются полупроводниками с электронной электропроводностью или полупроводниками n-типа (negatively). Такое соотношение создается путем внесения в пп донорной примеси (5-ти валентных атомов As, P, Sb для 4-х валентного кремния).
Один электрон донора не образует ковалентную связь и значительно слабее связан с атомом. Для его отрыва нужна малая энергия εi < 0,1 эВ, называемая энергией ионизации (активации). При комнатной температуре практически все доноры ионизированы. Ионизация доноров (потеря электрона) приводит к появлению положительно заряженных неподвижных ионов – их концентрация NД* равна концентрации “донорных” электронов. Так как εi < 0,1 эВ<<∆З, то локальные уровни доноров располагаются на зонной диаграмме в ЗЗ у дна ЗП.
Кроме того, как и в собственном пп образуются электронно-дырочные пары, для чего требуется энергия >∆З1эВ >> i.
, (1.16)
Концентрация атомов кремния в кристалле составляет NSi=51022 атом/см3. Концентрация атомов примеси NД=10141018 атом/см3. При Т=300 К все атомы примеси ионизированы и n= NД*=10141018 см 3, а ni=pi=1010 см 3.
Примесь вносится очень малыми дозами – 1 атом примеси приходится на 104108 атомов основного материала, но проводимость определяется именно примесью.
Поделим выражения (1.7) и (1.8) при Nc= Nv с учетом Е=(С+V)/2:
Выразим уровень Ферми
. (1.17)
Для собственного полупроводника n=p=ni=pi и F=Е. Подставим р из (1.12)
F=Е+Tln(n/ni) Е +Tln(NД*/ni). (1.18)
Второе слагаемое – химический потенциал (определяется концентрацией примеси), а уровень Ферми называют электрохимическим потенциалом (сумма электрического и химического). Для n-типа n>>p, n>>ni, уровень Ферми Fn смещен от центра к зоне проводимости.
Вопрос 4. Примесны пп p-типа. Зонная диаграмма.
Полупроводники, у которых концентрация свободных уровней в ВЗ - дырок превышает концентрацию свободных электронов в ЗП, называются полупроводниками с дырочной электропроводностью или полупроводниками р-типа (positively). Полупроводники р-типа создаются путем внесения в пп акцепторной (accept- принимать), 3-х валентной примеси (B, Ga, Al).
Акцептор для образования валентных связей с четырьмя соседними атомами кремния захватывает недостающий электрон из валентной зоны путем разрыва валентной связи между атомами кремния. Для этого нужна малая энергия ионизации εi < 0,1 эВ. Акцептор ионизируется – превращается в отрицательный ион, а на месте захваченного электрона образуется дырка. Локальные уровни акцепторов располагаются на зонной диаграмме в ЗЗ у потолка ВЗ.
Рис. Зонная диаграмма
(1.19)
Подставим в (1.17) значение n из (1.12)
F=Е+Tln(ni/p)= ЕTln(p/ni) Е Tln(NА*/ni), (1.20)
Для n-типа pn, уровень Ферми Fp смещен к валентной зоне.
. (1.17)