1. Перечислите основные свойства полупроводников и виды проводимости.

Полупроводники имеют удельное эл. сопротивление ρ= от 10^-3 до 10¹⁰ Ом*см. ρ полупроводников уменьшается при повышении температуры, при облучении , при добавлении примесей и под действием внешнего эл. поля к полупроводникам относятся : кремний, германий , арсенит галия, селен теллур и др. Полупроводники имеют кристаллическую структуру при сообщении выключенному электрону дополнительной энергии он переходит из валентной зоны в зону проводимости и становится свободным. Атом потерявший электрон ведет себя как частица с положительным зарядом он называется «Дыркой». Проводимость созданная перемещением и электронов и дырок называется собственной проводимостью полупроводника. Она не большая. Для увеличения проводимости полупроводника и придания ему определенного типа электропроводность в чистые полупроводники вносят примеси. Если 4-ех валентный полупроводник внести 5-и валентную примесь то в нем образуется много свободных электронов. Он будет обладать электронной проводимостью и называться полупроводником n- типа.

Если в полупроводник внести 3-ех валентную примесь то в полупроводнике будет преобладать дырки т.е. он будет обладать дырочной проводимостью и называться полупроводником P-типа.

2. Дайте понятие р-n-перехода, перечислите его свойства и нарисуйте вах.

Граница между двумя соседними областями полупроводника с разным типом электропроводимости называется и переходом. При соединении двух полупроводников с разым типом электропроводности дырки из P-области перемещаются в n-область. В результате на границе образуется двойной электрический слой объединенный основным носителем заряда. Этот слой действует как потенциальный барьер препятствующий дальнейшей диффузии носителей зарядов. Потенциальный барьер обладает постоянной разностью потенциалов φ_к=0,2-0,8В; 0,2-0,5В для германия, 0,4-0,8В для кремния.

Если от областей кристалла сделать выводы (анод и катод и подключить к ним внешнее напряжение указанной полярности + к А – к К, то величина потенциального барьера уменьшится и через Pn переход протечет большой ток. Такое включение Pn перехода называется прямым (Pn переход открывается)

Если поменять полярность приложенного напряжения, то величина потенциального барьера увеличится, ток через Pn переход уменьшится. Такое включение Pn перехода называется обратным (закрыт)

Таким образом мы убедились, что Pn переход обладает вентильными свойствами, т.е. пропускает ток только в одном направлении, это свойство используется в полупроводниковых диодах.

3. Опишите устройство, назначение и вах выпрямительных диодов.

Их применяют для выпрямления переменного тока низкой частоты до 100 К Гц, а также в схемах управления и коммутации, для ограничения паразитных выбросов напряжений в цепях с индуктивными элементами.

В зависимости от полупроводникового материала диоды подразделяют на германиевые и кремниевые. Кремниевые применяют чаще, т.к. они имеют во много раз меньшие обратные токи и большие обратные напряжения . Германиевые диоды применяют при низких напряжениях, т.к при одинаковых токах падение напряжения на германиевом диоде, смещенном в прямом направлении, меньше, чем на кремниевом

Вольт-амперная характеристика выпрямительного диода— на рис. 2.1.

Рис. 2.1

Основные параметры выпрямительных диодов:

- среднее за период значение выпрямленного тока I_пр.ср, который может длительно проходить через диод при допустимом его нагреве;

-среднее за период значение прямого напряжения U_пр.ср которое определяется по его ВАХ при заданном значении I_пр.ср;

-среднее за период значение обратного тока I_обр.ср при заданном значении обратного напряжения U_обр,

-максимально допустимое постоянное обратное напряжение U_обр.max, которое длительно выдерживает диод без нарушения нормальной работы;

-максимально допустимый постоянный прямой ток I_{пр max} диода.