1 Билет

Лекция№2(1)

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ

Полупроводниковый диод – электронный прибор с 2 выводами, обладающи односторонней проводимостью тока(пропускает ток только в 1 направлении)

Для пройзводства полупроводниковых приборов используют материалы 4 группы периодической системы Менделеева.

Полупроводниковые материалы: германий, кремний, арсенид Чистые полупроводники занимают промежуточное положение по электропроводности между металлами и диэлектриками.

Удельное электрическое сопротивление: у металлов около 10^-8 Ом*см,у диэлектриков 10¹⁴Ом*см .

В чистом полупроводниковом материале n_i=p_i, число электронов равно числу дырок.

Для получения полупроводниковых диодов и с целью повышения электропроводности (уменьшения удельного электрического сопротивления) применяют примесные полупроводники. Если в чистый полупроводник внести элемент 5 группы ПС(фосфор,сурьма),донорную примесь,то у Ge и Si примесь внедрится в узлы крусталлической решетки, тогда >>

Если область р чистого проводника вносят акцепторную примесь элементов 3-й группы периодической системы элементов. За счет этого получают полупроводник р-типа. Если в чистом полупроводнике концентрация дырок равна концентрации электронов, то в полупроводнике р-типа >> . Если в область n вносят донорные примеси (элементы 4-й группы) полупроводник n-типа и >> .

Т.к. на внешней оболочке атома акцепторной примеси находится 3 валентных электрона,то 4 электрона получает от атома исходного материала, атом примеси становится неподвижным отрицательным ионом, а в том месте откуда ушел электрон образуется дырка (положительный заряд).

Можно считать,что акцепторная примесь является поставником дырок,а донорная примесь поставщиком электронов.

p-n переход возникает на границе металлургического контакта полупроводников с различным типом проводимости.

За счет разности концентраций носителей заряда осуществляется диффузионное движение основных носителей заряда, дырки из р-области двигаются в n-область, а электроны из n-области двигаются в р-область. Это диффузионное движение основных зарядов образует диффузионный ток, ток основных носителей заряда. За счет ухода дырок из р-области слева от границы раздела образовывается нескомпенсированный отрицательный объемный заряд ионов акцепторной примеси. За счет ухода электронов из n-области справа от границы раздела образуется нескомпенсированный положительный объемный заряд ионов донорной примеси. Так как объемные заряды слева и справа от границы раздела равны между собой, но >> , то весь объемный заряд в основном сосредоточен в n-области (высокоомной), т.е. >> . Разность потенциалов между n и p областями вызывает электрическое поле, под действием которого осуществляется дрейфовое движение неосновных носителей заряда. Это дрейфовое движение образует дрейфовый ток неосновных носителей заряда. Разность потенциалов между n и p областями и возникающее электрическое поле препятствуют увеличению диффузного тока основных носителей и при каком-то конкретном значении и полный ток I=0.