Лекция №2 §2. Резисторы

Это полупроводниковый прибор, основным параметром которого является сопротивление, зависящее от внутренних характеристик резистора.

Резисторы бывают следующих видов:

1. Линейные резисторы, имеющие линейную ВАХ

у словное обозначение:

Но т.к. сопротивление никогда не бывает абсолютно активным, то эквивалентная схема реального резистора может быть активно-емкостной (рис. а), активно-индуктивной (рис. б) и активно-индуктивно-емкостной (рис. в)

Резисторы в микросхемах характеризуются поверхностным или квадратичным сопротивлением:

, где

l – ширина слоя

h – толщина

Резистор – генератор шума - температурный, токовый.

Материалы резисторов: манганин (Cu+Mn+Ni), медь + марганец, нихром, уголь ретортный, CrSiO, SnO₂ (оксид олова), кремний, тантал, кермет (мелкография)

2. Нелинейные резисторы

1). Термистор – его сопротивление резко падает при повышении температуры

Используется в термодатчиках, где возможно следующее соединение

При нормальных условиях: R R₁+R₂

При повышении температуры: то R_T 0 и R R₁

То есть общее сопротивление падает, ток в цепи повышается, срабатывает датчик или сигнализация.

2). Варистор – элемент, напряжение на выходах которого является нелинейной функцией от проходящего через него тока за счет сильного разогрева в контактах. Используется для изменения напряжения, в предохранителях.

Потенциометр используется для изменения напряжения на входе и выходе

Тензорезистор используется в тензодатчиках, изменяет свое сопротивление при механических деформациях.

Фоторезистор – изменяет сопротивление при попадании на него квантов света

§3. Сущность n-p перехода

Е сли одну часть кристалла полупроводника легировать примесями n-типа (донорная – элементы третей группы), другую p-типа (акцепторная – элементы пятой группы), то получим плоскостной диод.

В отсутствии внешнего напряжения основные носители заряда из своей области перемещаются в противоположную, в то же время неосновные для данной области носители так же перемешаются в основную для них область. Т.е. возникает ток I_m , вызванный неосновными носителями и I_M , вызванный основными носителями они компенсируются, т.к. I_m I_M. Это диффузионный ток.

В области соприкосновения р и n проводимостей основные носители проникают в неосновную область на некоторую глубину, рекомбинируя там, таким образом создается область n-p перехода.

Проникают они на определенную глубину L_д – глубина диффузии, зависящую от степени легирования, создавая при этом потенциальный барьер, препятствующий дальнейшему проникновению. Обычно одна из частей легирована сильнее, и она называется эмиттер, другая меньше – база, если имеем p-эмиттер, то это p⁺n диод, n-эмиттер – n^-p диод.

Электрический эквивалент p-n перехода – это конденсатор, так как у него одна часть заряжена положительно, другая отрицательно, а между ними чистый полупроводник, который можно считать в данном случае диэлектриком. Ёмкость p-n перехода оказывает влияние на работу при высоких частотах.

Параметры p-n перехода

Величина объемного заряда Q в области перехода, величина потенциального барьера U_д на границах перехода (для кремния U_д=0.7В, для германия U_д=0.2В).