Электропроводность пп

Электропро-ть пп как и других ТВ тел определяется направленным движением электронов под действием внещнего эл поля.

Описание энергетичской диаграммы пп:

Под действ внешнего эл поля, а так же теплового, светового и др видов излучения, у пп возможен переход е из валентной зоны в зону проводимости. При этом в вал зоне обр-ся свободные энергетические уровни. А в зоне проводимости появляются свободные е, кот наз электронами проводимости.

Этот процесс наз-ся генерацией ар носителей заряда Незанятое е энергетическое состояние в валентной зоне наз дыркой. Т.о. получилась пара е/дырка.

Генерация пар носителей заряда е-дырка приводит к тому что е свободно перемещаются в зоне проводимости, а дырки в вал зоне.

Так образ движение свобо\дных зарядов. Т.о. электропровод-ть обусловлена генерацией пар носит зарядов е-дырка, наз собственной электрпровод-ю пп.

Возвращение возб-х е из зоны првод-ти в валентную, в рез чего пара носит заряда исчезают , процесс рекомбинации.

Типичный представитель пп - кремний

Каждый атом пп на примере кремния имеет на наружной оболочке 4 вал-х е, поэт каждый атом образует 4 ковал-х связи с 4мя ближайшими атомами.

В рез-те внешняя орбита кажд атома имеет 8 е и полностью заполнена. Такой идеальн кристалл кремния не проводит эл ток.

Введение примесей позволяет изменить эл-ть пп(примесная эл-ть)

Такой пп , у кот основными носителями заряда (свободными) явл отриц заряж частицы, наз пп n- перехода. А такая примесь, кот отдает е,наз донорной.

Пп у кот носит заряда – положит частицы – дырки, наз пп p- типа, а примесь наз акцепторной.

Электронно-дырочный переход.

n-p переход наз такой переход, кот образован 2мя областями пп с разными типами проводимости – электронной и дырочной.

Образование n-p перехода

N в рез-те диф-ии попадает в p(для кот он не основной). Внутр эл поле явл-ся тормозящим для др частиц. Если отсутств внещн U, ток через переход равен 0. Вследстви того что концентр-я е в n обл больше чем в p,возникает диффуз-ый ток е из n в p.

Из-за того что концентр-ия дырок в p обл больше чем в n, возникает диф-ий ток дырок из p в n.В рез-те дфф-ии осн носит заряда в граничном слое происходит рекомбинация носит заряда, а в свою очередь приграничная обл приобретает нескомпенсир-ый отриц заряд, а пригранична я n обл приобретает нескомпенсир положит заряд В рез-те в граничном слое образ-ся эл поле,направлнное из n в p. Оно явл-ся тормозящим для любого заряда. Любой е попадая в это поле стремится вернуться назад. Ток через p-n переход равен 0.

1) U(внешн) =0, I(p-n) =0

2) U >0, (прямая + к +, - к - ), φ уменьшится

3) U<0 (обратная подача), φ увеличивается

Обратный ток образ-ся в рез-те движ неосновных носит заряда.

При опред значениях U(обратного) возникает резкое увел обратного тока, такое явление наз электрическим пробоем или лавинным пробоем. Данное явление полезно, сип-ся в стабилизаторах(напр блок питания) для избежания скачков U. Существ I(max обр) кот указ-ся в паспорте прибора

Если I > I(max обр) то p-n переход не работает, тепловой пробой.

Полупроводниковые диоды, их применение.

Пп диод это прибор с одним p-n переходом и 2мя выводами.

Обознач-ся

Ток протекает в сторону уменьшения пот-ла от + к -. Прямая подача напр на диод, он должен быть открыт.

ВАХ реально диода:

U(пр.с) – прямое средневыпрямленное

Осн хар-ки (пар-ры)

1) максимально допустимый средневыпрямленный ток

2)мощность диода Pдmax = U прс I пр.с (прямое средневыпрямленное)

3) для гармонневых диодов

Uпр.с = 0,2 – 0,5 Ge

Для кремниневого диода

Uпр.с = 0,6 – 1,5 Si

4) Uобр.м, I обр.м

5)ифференциальное сопротивление

Rдиф = Uпр.с/ Iпр.с (0,2 – 200 Ом)

6) U проб = (1,5 – 2) Uобр.м

ВАХ идеального диода:

Если диод закрыт то тока нет.

Области применения:

1) выпрямительные – исп-ся для преобр-я переем тока в пост в выпрямителях

2) стабилизатор напр-я - для поддержания U на нагрузке на опред уовне

3) диодные ключи это электронные импульсные устройства

4)фотдиоды, действ основано на взаимод оптич излучения с пп слоями

5)светододы

6)обтроны

Операционные усилители (ОУ): параметры и характеристики. Операционные усилители (ОУ) являются разновидностью усилителей постоянного тока, имеют большой коэффициент усиления по напряжению к_u= =510³ - 510⁶ и высокое входное сопротивление R_вх=20 кОм - 10 МОм. Современные ОУ выполняются многокаскадными и включают в себя ряд дополнительных устройств (защиту, термокомпенсацию и др.) Массовое применение ОУ обусловлено их универсальностью: устройства на их базе могут осуществлять усиление, выполнять математические операции, сравнивать электрические величины, генерировать сигналы различной формы.Важнейшими характеристиками ОУ являются амплитудные (передаточные) U_вых=f(U_вх) (рис.8.3) и амплитудно-частотные (АЧХ) к_U(f). Последние имеют вид АЧХ усилителя постоянного тока