Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
микроэлектроника.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
985.48 Кб
Скачать

1. Фотодиодтар. Жұмысы. Көрсеткіштері. Сипаттамалары. Таңбалануы.

Фотодиод – жұмыс істеуі бекітуші қабаттағы фотоэффектіге негізделген фотоэлектрондық аспап,  p-n өткелде жарық ағынының әсерінен ЭҚК пайда болады.

Құрылымы қарапайым p-n өткелдегідей. Германий немесе кремнийден жасалады, көбінесе кремнийден, өйткені оның түрлендіру еселігі жоғары.

Жарықпен екі бағытта  әсер етуге болады:

а)  p-n өткелге параллель, бірақ бұл жағдайда барлық процестер бетіндегі кішігірім облыста жүреді;

б) p-n өткелге перпендикуляр, облыстардың бірі сәулелерге арналып мөлдір етіп жасалады.

. Фотодиодтар  екі түрлі жұмыс әлпінде пайдаланылады: сыртқы  қорек көзінсіз фотогенератор ретінде  және сыртқы қорек көзімен фототүрлендіргіш ретінде.

     Фотодиод, қарапайым диод секілді, бір р-п  өтпесінен  тұрады. Бірақ түйістің  ауданы басқа  диодтарға  қарағанда  әлдеқайда үлкен болады,  өйткені  сәуле осы ауданға  перпендикуляр  түсуі керек . р-п  өтпесіне түскен  сәуле фотондары  қоздыратын валенттік электрондар өткізгіштік  аймаққа  өтеді. Осының  салдарынан  екі шала өткізгіште  де заряд  тасушы  қос бөлшектердің (электрондар  мен  кемтіктердің) саны көбейеді.

2. Шалаөткізгіштердің өткізгіштігі. Олардың аймақтық теория бойынша құрылымы. Ферми деңгейі.

Шала өткізгіштер – қалыпты  температурадағы меншікті  электр кедергісі  = 10-3  109 Ом∙см болатын заттар, өткізгіштерде бұл сипаттама    10-3   10-6 Ом∙см арасында, ал диэлектриктерде   1091018 Ом∙см.

Шала өткізгіштерге элементтердің периодтық кестесінің төртінші тобындағы элементтер, интерметалдық қоспалар, тотықтар, сульфидтер, карбидтер жатады.

Шала өткізгіштердің металлдардан негізгі айырмашылықтары:

а) таза шала өткізгіштердің электр кедергісі температураға тәуелдігі жоғары болып келеді. Олардағы кедергінің температуралық еселігі КТЕ = − (56) % / ºС, металдарда КТЕ = (0,4  0,6) % / ºС;

б) шала өткізгішке қоспа қосылса оның меншікті кедергісі азаяды. Мысалы, германийге 10-5 % мышьякты қосу оның кедергісін 200 есе азайтады, ал қорытпалардың кедергісі қорытпа құрамына кіретін жеке металлдардың кедергісінен әрқашан үлкен болады.

Т=0 К кезінде электрондары жоқ рұқсат етілген аймақ бос деп аталады. Қозу кезінде электрондар бар болатын бос аймақ өткізгіштік аймағы деп аталады.

Шала өткізгіште әдетте валенттік және өткізгіштік аймақ арасындағы рұқсат етілмеген аймақ қарастырылады. Рұқсат етілмеген аймақтың ені ЕЗ төмен деңгей немесе өткізгіштік аймақтың түбі ЕТ мен жоғарғы деңгей немесе валенттік аймақ төбесі ЕВ арасындағы айырмаға тең

ЕЗ = ЕТ - ЕВ.

Рұқсат етілмеген аймақтың ені ЕЗ қатты дененің электрлік қасиеттерін анықтайтын негізгі параметр болып табылады.

Ферми тарату функциясы

Т*-ға тең температурада Е энергетикалық деңгейдің электронмен толықтық ықтималдығы Ферми-Дирак тарату функциясымен анықталады

fn(E) = 1 / {exp[(E-Ef) / kT]+ 1},

 мұндағы

k = 1,38∙10-23 Дж/К – Больцман тұрақтысы,

ЕfФерми деңгейі, бұл деңгейде электронның бар болу ықтималдығы Т0 күйде 0,5-ке тең.

Таза  шала өткізгіште Ферми деңгейі рұқсат етілмеген аймақтың орта шенінде орналасады және өткізгіштік аймағындағы электрондардың таралуы Ферми функциясының «құйырығымен» сипатталады және Е-Еf  3кТ болғанда, жоғарыдағы теңдеудің бөліміндегі бірді экспонентамен салыстырғанда ескермеуге болады.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]