- •Конспект лекций
- •Энергетическая диаграмма твердого тела выглядит:
- •Ширина запрещенной зоны влияет на электропроводность:
- •2 Внутреннее строение полупроводников
- •2.1 Примесная проводимость полупроводника
- •2.1.1 Донорная (электронная) проводимость
- •Большое количество положительных ионов
- •2.1.2 Акцепторная (дырочная) проводимость
- •Большое количество отрицательных ионов
- •2.2.2 Диффузионный ток
- •3 Контактные явления
- •3.1 P-n переход
- •3.1.1Обратное включение p-n перехода
- •3.1.2 Прямое включение p-n перехода
- •3.1.3 Вольт-амперная характеристика перехода. Выпрямляющий и омический контакты
- •3.2 Емкости p-n перехода
- •Диффузионная емкость
- •3.3 Пробой p-n перехода
- •Обратная ветвь вах при пробое:
- •Виды пробоев:
- •3.3.1 Тепловой пробой
- •3.3.2 Электрический пробой
- •Механизм туннельного пробоя:
- •4 Внутренний и внешний фотоэффект
- •4.1 Внутренний фотоэффект
- •4.2 Внешний фотоэффект
- •5 Пьезоэффект
- •6 Параметры диодов, транзисторов
- •Обозначение:
- •6.1 Буквенно-цифровое обозначение (бцо) диодов бцо диодов содержит 4 элемента:
- •6.2 Буквенно-цифровое обозначение стабилитронов бцо стабилитронов состоит из четырех элементов:
- •6.3 Бцо транзисторов
- •7 Лазеры
- •7.1 Принцип работы лазера
- •7.2 Особенности лазерного излучения
- •7.3 Лазеры на гетероструктурах
- •Применение гетеропереходов:
- •7.4 Применение лазеров
- •Литература
Энергетическая диаграмма твердого тела выглядит:
Зона проводимости
- запрещенная зона
Валентная зона
(безразмерная величина)
–это энергия, которую приобретает электрон, пройдя разность потенциалов в .
Ширина запрещенной зоны () определяет минимальную энергию, необходимую для перехода электрона из валентной зоны в зону проводимости.
Ширина запрещенной зоны влияет на электропроводность:
если - данное вещество является диэлектриком;
если - данное вещество является полупроводником;
если - данное вещество является проводником.
Таким образом, в проводнике запрещенная зона отсутствует.
2 Внутреннее строение полупроводников
Атомы твердого вещества размещены в строго определенной последовательности, на одинаковом расстоянии друг от друга, образуя так называемую кристаллическую решетку.
Связь соседних атомов друг с другом с помощью 2-х валентных электронов называется ковалентной связью (один электрон принадлежит одному атому, а второй - другому).
При комнатной температуре часть валентных электронов получает тепловую энергию, достаточную для отрыва от атома, и переходит из валентной зоны в зону проводимости, т.е. становятся свободными.
При этом ковалентная связь оказывается неполной (вместо 2-х валентных электронов присутствует 1).
Отсутствие электрона в ковалентной связи называется дыркой.
Дырки ведут себя как элементарные положительные заряды (имеют такой же по величине заряд, как и электроны, только со знаком «+»).
Процесс образования пары (свободный электрон + дырка) называется генерацией.
Дырка может быть заполнена электроном – валентным или свободным.
В первом случае валентный электрон переходит на место дырки из соседней ковалентной связи, образуя дырку в новом месте.
Таким образом, дырки, как и свободные электроны, совершают хаотическое тепловое движение в полупроводнике, т.е. являются носителями заряда.
Во втором случае исчезают два носителя заряда: свободный электрон и дырка.
Процесс заполнения дырки свободным электроном называется рекомбинацией.
Рекомбинация – это процесс восстановления разорванной ковалентной связи, т.е. процесс, обратный генерации.