- •1. Материал
- •2. Подкласс пп приборов.
- •3. Назначение, электрические свойства пп приборов внутри класса.
- •4. Порядковый номер разработки 01-99 или 001 – 999.
- •1.2 Собственный полупроводник
- •1.3 Примесный полупроводник n – типа
- •1.4 Примесный полупроводник p – типа
- •1.5 Температурный диапазон работы примесных полупроводников.
- •1.6 Уравнение нейтральности полупроводников.
- •1.7 Термогенерация. Рекомбинация. Закон действующих масс.
- •1.8 Токи в полупроводниках.
- •1. Дрейфовый ток.
- •2.Диффузионный ток.
- •1.9 Стационарное уравнение диффузии. Ток диффузии. Ток рекомбинации.
Введение.
Условные графические обозначения (УГО) ПП. Классификация.
КД 103А
1 2 3 4 5
Основа классификации пп приборов буквенно-цифровой код.
Классификация для транзисторов в СССР установлена – ОСТ 11.336.919-81
1. Материал
2. Подкласс пп приборов.
А - сверхвысокочастотные диоды,
Б - диоды Ганна,
В - варикапы,
Г - генераторы шума,
Д - диоды выпрямительные и импульсные,
И - туннельные и обращенные,
К - стабилизаторы тока,
Л - светодиоды, светоизлучатели,
Н - динисторы (диодные тиристоры),
П - полевые транзисторы,
С - стабилитроны стабисторы, ограничители напряжения,
Т - биполярные транзисторы,
У - управляемый тиристор (тринистор),
Ц - выпрямительные столбы и блоки,
3. Назначение, электрические свойства пп приборов внутри класса.
Выпрямительные диоды:
КД 1… I пр.ср ≤ 0,3 А,
КД 2… I пр.ср > 0,3 А до 10 А
Универсальные диоды:
КД 4… f 1ГГц
Импульсные диоды (tВОС время восстановления обратного сопротивления)
КД 5… tВОС > 150 нс,
КД 6… 30 нс < tВОС < 150 нс,
КД 7… 5 нс < tВОС < 30 нс,
КД 8… 1 нс < tВОС < 5 нс,
КД 9… tВОС < 1 нс, ( диоды Шоттки).
Стабилитроны
КC 1… P<0,3 Вт, UСТ <10 В;
КC 2… P<0,3 Вт, 10ВUСТ <100 В;
КC 3… P<0,3 Вт, 100ВUСТ <1000 В;
КC 4… 0,3 Вт < P<5 Вт, UСТ <10 В;
КC 5… 0,3 Вт < P<5 Вт, 10ВUСТ <100 В;
КC 6… 0,3 Вт < P<5 Вт, 100ВUСТ <1000 В;
КC 7… P>5Вт, UСТ <10 В;
КC 8… P>5 Вт, 10ВUСТ <100 В;
КC 9… P>5 Вт, 100ВUСТ <1000 В;
Биполярные транзисторы
КТ
4. Порядковый номер разработки 01-99 или 001 – 999.
КТ3102
В номере разработки для стабилитронов иногда содержится информация о UСТ :
КС 162 Uст. =6,2 В
КС 191 Uст. =9,1 В
КС 291 Uст. =91 В
5. Буквы русского алфавита за исключением З, О, Ч, Ы, Щ, Ю, Ь, Ъ, Э.
Буква указывает на разбраковку подкласса прибора по определённому параметру. Для диодов и ПТ – это, как правило, допустимое обратное напряжение.
Иногда присутствует 6 позиция, в которой зашифровано конструктивное исполнение.
УГО
1.
2. Стабилитрон
3. - светодиод
4. - варикап (переменная ёмкость)
n-p-n p-n-p
Полевые транзисторы
Биполярные транзисторы управляются током, а полевые (униполярные) - напряжением. Управляющий электрод – затвор.
По способу изоляции управляющего электрода ПТ делятся на 2 типа:
1. ПТ с управляющим p-n переходом (затвор изолирован с помощью обратного p-n перехода.
2. МДП (Ме- Диэлектрик- Полупроводник) или
МОП (Ме- Окисел кремния SiО2 (диэлектрик) -Полупроводник).
Полевой транзистор с управляющим p-n переходом
С помощью затвора можно изменить проводимость канала. Из истока истекают заряды. Сток – куда стекают заряды (электроны или дырки).
n - канал |
Полевой транзистор с управляющим p-n переходом и n – каналом | |
Полевой транзистор с управляющим p-n переходом p – канальный |
МДП
Встроенный канал
Индуцированный канал
1. Встроенный канал (канал создается технологически)
З С И
п (подложка)
p - канал |
Индуцированный канал (МДП с индуцированным каналом)
Тиристоры
динисторы, диодные триодные, тринисторы
не управляемые КН103А управляемые КУ202Л
2 электрода
3 p-n перехода
Запираемые тиристоры.
Тема 1. Физика полупроводников.
1.1 Электропроводность полупроводников.
,
Ток- направление движения заряженных частиц.
Дрейф -направление движения заряженных частиц в электрическом поле.
В электротехнике электрический ток есть дрейф.
Вполупроводниках электрический ток есть дрейф и (или) диффузия заряженных частиц
В электрическом поле в вакууме электрон испытывает равноускоренное движение. В твердом теле (кристалле) из-за соударений с атомами в узлах кристаллической решетки равноускоренное движение возможно только на длине свободного пробега между столкновениями. График мгновенной скорости:
Средняя дрейфовая скорость пропорциональна напряженности поля Е
, VДР=Е, (1.1)
- коэффициент пропорциональности, подвижность. Знак ““ в скалярном равенстве означает, что вектор скорости направлен против вектора напряженности поля.
Подвижность – это средняя скорость в поле с напряженностью 1 B/см.
(1.2)
Средняя тепловая скорость электронов при Т=300К составляет 105 м/с=107 см/с.
Подвижности электронов n и дырок р в основных полупроводниках:
Подвижность |
Si |
Ge |
GaAs |
InSb |
n см2/(Вс) |
1400 |
3800 |
11000 |
60000 |
р см2/(Вс) |
500 |
1800 |
450 |
700 |
Плотность тока – количество зарядов, проходящих через единицу площади: закон Ома в дифференциальной форме.
jДР= -qnVДР= -qn(-Е)= qnЕ= Е=Е/ (1.3)
JДР – плотность дрейфового тока [А/см2]
-q – заряд электрона [Кл]
n – концентрация электронов [1/см3]
- удельная проводимость (электронная). (1.4)
- удельное сопротивление. (1.5)
За положительное направление тока принято направление движения положительных зарядов; VДР=Е<0, -q<0, поэтому jДР >0, т.е. совпадает с E.
По величине удельного сопротивления все твёрдые тела делятся на 3 группы:
Cотношение концентраций электронов проводимости:
nМЕ >> nПП>>nД
По величине проводимости пп (особенно примесные сильнолегированные) ближе к металлам, но имеют противоположный по знаку температурный коэффициент сопротивления. В металлах изменение проводимости происходит за счёт изменения подвижности. С ростом температуры за счёт увеличения частоты (вероятности) столкновения электронов с атомами подвижность уменьшается, сопротивление растёт.
В полупроводниках основным фактором, влияющим на электропроводность, является концентрация. С ростом температуры концентрация свободных зарядов увеличивается, сопротивление уменьшается.