- •1 .Проводники, изоляторы, полупроводники. Их зонные энергетические диаграммы
- •2. Собственная электропроводность полупроводников.
- •3. Электронная электропроводность полупроводников.
- •4. Дырочная электропроводность полупроводников
- •5. Электронно-дырочный переход. Виды пробоя электронно-дырочного перехода.
- •6. Механизм туннельного пробоя электронно-дырочного перехода.
- •7. Прямое и обратное включение р-п-перехода.
- •8. Переход металл-полупроводник.
- •10. Ширина и емкость электронно-дырочного перехода.
- •11. Эквивалентная схема р-п-перехода.
- •12. Переходные процессы в p-n-переходе.
- •13. Основные виды диодов и технологии их производства.
- •14. Выпрямительные диоды.
- •15. Стабилитроны и стабисторы.
- •16. Высокочастотные и импульсные диоды.
- •17. Диоды с накоплением заряда.
- •Диоды Шоттки
- •18. Туннельные и обращенные диоды.
- •19. Диоды сверхвысокочастотные.
- •20. Устройство, конструктивно-технологические особенности, схемы включения биполярных транзисторов.
- •21. Режимы работы биполярных транзисторов, статические параметры, физические процессы.
- •22. Модель Эберса - Молла.
- •23. Статические характеристики в схеме с общим эмиттером.
- •24. Устройство и основные виды полевых транзисторов. Полевые транзисторы с управляющим переходом.
- •25. Устройство и основные виды полевых транзисторов. Полевые транзисторы с изолированным затвором.
- •26. Операционный усилитель, его структурная схема.
- •27. Свойства идеального операционного усилителя, принцип виртуального замыкания. Типовые аналоговые звенья на операционном усилителе.
5. Электронно-дырочный переход. Виды пробоя электронно-дырочного перехода.
Изолированный кристалл n-типа электрически нейтрален. Сумма положительных и отрицательных зарядов в нем равна нулю. Также электрически нейтрален кристалл p-типа
а)
б)
в) Рисунок 10.
Сразу после соприкосновения кристаллов начнется диффузия дырок из p-области в n-область и диффузия электронов в обратном направлении. Встречаясь, электроны и дырки рекомбинируют, при этом вблизи граничной области образуется 2 слоя. p-область приобретает нескомпенсированный отрицательный заряд, то есть слой отрицательных ионов; n-область приобретает нескомпенсированный положительный заряд. Между двумя разноименно заряженными слоями возникает электрическое поле, называемое запирающим. Напряженность этого поля препятствует диффузии дырок и электронов (диффузионному току).При некотором значении напряженности диффузионный ток прекратится. Этому значению напряженности соответствует определенная контактная разность потенциалов и определенная ширина слоя, в котором рекомбинировали подвижные носители зарядов. В кристалле существуют еще и неосновные носители заряда. Под действием напряженности поля они начнут дрейфовать навстречу диффундирующим зарядам, возникает дрейфовый ток, направленный навстречу диффузионному току.
Рис. 12
1 – прямая ветвь; 2 – обратная ветвь при лавинном пробое; 3 – обратная ветвь при тепловом пробое; 4 – обратная ветвь при туннельном пробое.
Прямую и обратную ветви ВАХ изображают в различном масштабе, поскольку в нормальном режиме работы p-n перехода обратный ток на несколько порядков меньше прямого тока. При достижении обратным напряжением некоторой критической величины (Uпроб) происходит резкое уменьшение сопротивления p-n перехода. Это явление называют пробоем p-n перехода, а соответствующее ему напряжение – напряжением пробоя. Различают электрический и тепловой пробои. В свою очередь, электрический пробой бывает лавинным и туннельным. Если при движении через p-n переход под действием электрического поля неосновные носители заряда приобретают энергию, достаточную для ударной ионизации атомов полупроводника, то в переходе начинается лавинообразное размножение носителей зарядов, что приводит к резкому увеличению обратного тока через переход при почти неизменном обратном напряжении (кривая 2). Это лавинный пробой. Другой вид пробой – туннельный. Он возникает при большой напряженности электрического поля в тонком p-n переходе между высоколегированными полупроводниками в результате тунеллирования электронов из валентной зоны p-слоя в зону проводимости n-слоя. Если температура p-n перехода возрастает в результате его нагрева обратным током и недостаточно теплоотвода, то усиливается процесс генерации пар носителей заряда. Это приводит к дальнейшему нагреву p-n перехода и увеличению обратного тока, что может вызвать разрушение p-n перехода. Тако процесс называют тепловым пробоем.