Тема 5. Кинетические явления переноса в твердых телах.

Воздействие внешних полей и обобщенные силы. Возмущения функции распределения и перенос. Кинетические коэффициенты переноса. Кинетическое уравнение Больцмана. Электропроводность и кинетические параметры транспорта носителей. Основные механизмы рассеяния носителей и кинетические параметры переноса.

Л и т е р а т у р а

1.-Бонч-Бруевич и Калашников. Физика полупроводников, (1977), гл.13

2. Фистуль . Введение в физику полупроводников, гл.4.

3.-Шалимова. «Физика полупроводников», (197 ), гл. .

Тема 6. Контактные явления в твердых телах.

Основные понятия: инжекция, эксклюзия, аккумуляция; омический контакт, барьерный контакт; коэффициент инжекции.

Вид коэффициента инжекции для омического контакта.

Зонные диаграммы контактов: металл-полупроводник, полупроводник-полупроводник,

Р-п переход: характерные зависимости концентрации основных и неосновных носителей в базовых областях р-п перехода от уровня Ферми: контактная разность потенциалов; распределение электрического поля и потенциала вблизи металлургической границы р- и п- областей( уравнение Пуассона, граничные условия, уравнение электронейтральности); диаграммы распределений объемного заряда, напряженности электрического поля и потенциала вблизи металлургической границы р-п перехода;

ВАХ р-п перехода: концентрация носителей с учетом их распределения в электрическом поле(распределение Больцмана),уравнение Шокли;

Р-п переход в малосигнальном режиме работы, - низкие и высокие частоты;

Р-п переходный диод с короткой базой.(ВАХ);

Влияние рекомбинации в ОПЗ р-п перехода.

Переход металл-полупроводник: термоактивация и термоактивационные потоки электронов; распределения напряженности электрического поля и потенциала в приконтактной области полупроводника в случаях неплотного и плотного контактов(уравнение Пуассона, граничные условия, ОПЗ, плотность поверхностного заряда; режимы обеднения, обогащения;

ВАХ контакта металл-полупроводник(диффузионное и дрейфовые приближения и условия их применений ) ;

Эффект Шоттки; роль поверхностных состояний.

Литература:

1. Е.Пикус. Основы теории полупроводниковых приборов, (1965), гл.7.

2. С. Зи. Физика полупроводниковых приборов.1973, гл.2 и 10.

Тема 7. Гетеропереходы.

Основные понятия:гетеропереход (ГП), типы ГП, электронное сродство, разрывы зон.

Метод построения зонных диаграмм: гипотеза Андерсона.

Твердые растворы GaAs-AlAs:расчет положений уровней Ферми , контактной разности потенциалов , глубины ОПЗ , и профилей напряженности эл. поля и потенциала(ур. Пуассона и уравнение зарядовой нейтральности);зонная диаграмма ГПGaAs–AlAs;

гетеропереход при прямом смещении; двойная гетероструктура (гетеролазер); ФВХ ГП; ВАХ ГП ( для случая идеального гетероперехода).

Литература:

1. Кейси и Паниш. Лазеры на гетеропереходах, (1981), т.1, гл.4.

Тема 8. Биполярные транзисторы.

Диаграммы распределений: концентраций легирующей примеси, зонной диаграммы, концентраций носителей в режиме прямого смещения.

Физика процесса усиления по напряжению; анализ работы р-п-пр транзистора( малые уровни инжекции); ВАХ - диффузионная модель: токи эмиттера, коллектора, базы; физически разумные приближения и анализ эффективности транзистора, эффективности эмиттера, потерь на рекомбинацию; большие уровни инжекции ( качественные представления).

Схемы включения транзистора: с общей базой и с общим эмиттером.; h– параметры;

Высокочастотные свойства транзистора( качественно об определяющих механизмах); эффект Эрли и способы борьбы с ним; способы повышения быстродействия биполярных транзисторов.

Литература:

1. Бонч-Бруевич, Калашников. Физика полупроводников, (1977), гл.7.

2. Е. Пикус. Основы теории полупроводниковых приборов, (1965), гл.8.

Темы 9. Униполярные транзисторы.

(а). Полевые транзисторы с р-п переходным затвором.

Схема и анализ: ур. Пуассона, ур. для тока ( случай длинного канала); отсечка канала; крутизна и дифференциальная проводимость.

(б). Полевой транзистор с затвором Шоттки (MESFET - ПТШ).

Модель Шокли ( физические приближения модели); режим насыщения (отсечка канала); качественные представления о паразитном управлении по подложке и о влиянии глубоких энергетических центров подзатворных областей в MESFET( на примере - ПТШ).

Литература:

1. С. ЗИ. Физика полупроводниковых приборов.1973,гл.7 и 8.

2. Степаненко. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. (19 ), гл. .