- •1.Движение электрона в электрических и магнитных полях.
- •3. Основы зонной теории.
- •4. Металлы, диэлектрики.
- •5. Полупроводники, понятие «дырки».
- •6. Примесные полупроводники, уровень Ферми.
- •8. Энергетическая модель фотодиода, светодиода.
- •9. Энергетическая модель биполярного транзистора g d.
- •13. Технологии изготовления полупроводниковых диодов
- •14. Классификация диодов.
- •16. Выпрямительные схемы.
- •19. Статические характеристики транзистора.
- •21. Графоаналитический расчет усилителя на транзисторе.
- •22. Полевые транзисторы.
- •23. Тиристоры, варисторы, термисторы.
- •24. Фоторезисторы фотодиоды
- •25. Усилители, классификация усилителей.
- •26. Обратная связь в усилителе, способы её организации.
- •27. Сведение электрической схемы усилителя к базовой схеме
- •28. Базовая схема усилителя.
- •29. Дифференциальный усилитель.
- •30.Операционный усилитель
- •31. Прямое и инверсное включение оу, расчет Ко.
- •34 Повторитель, инвертор, сумматор на основе оу.
- •35. Дифференциатор, интегратор на основе оу.
- •36. Генераторы синусоидального сигнала, обратная связь, условия генерации.
- •37. Типы генераторов на основе оу, схемные решения.
- •38.Генераторы на основе кварцевых резонаторов.
- •40. Дифференцирующие и интегрирующие электрически цепи.
- •41. Электронные ключи.
- •42. Ограничители напряжения.
- •43. Транзисторные ключи, схемные решения.
- •45. Блокинг-генератор, генератор пилы.
- •46. Интегральные схемы, базовая логика.
- •47. Комбинационные микросхемы.
- •48. Микросхемы с памятью.
4. Металлы, диэлектрики.
1. Металлы
Для металлов характерны два типа зонных диаграмм.
a. Для этой зонной диаграммы , валентная зона частично заполнена электронами.(K, Na, H)
Расстояние между подуровнями , значит под воздействием внешних энергий электроны могут перемещаться вверх (считается, что энергия меняется непрерывно), то есть, если .
b. Валентная зона и зона проводимости взаимно перекрываются, т. е. при воздействии внешнего поля электроны переходят из валентной зоны в зону проводимости (Fe). Если
Вещества, способные проводить электрический ток, называются металлами.
2. Диэлектрики
, валентная зона полностью заполнена электронами. Пусть T=0. Электрон не может покинуть валентную зону и перейти в зону проводимости .
Диэлектрики (изоляторы) – вещества, не проводящие ток.
, так как валентный электрон имеет энергию, много меньшую, чем ширина запрещенной зоны.
Электроны в валентной зоне на разных уровнях могут меняться местами, но так как этот процесс парный , и если если первый электрон увеличивает свою энергию, то второй – уменьшает, что эквивалентно движению первого электрона в одном направлении, второго в противоположном. Диэлектрик сохраняет свои свойства вплоть до температуры плавления.
5. Полупроводники, понятие «дырки».
Для полупроводников характерна зонная диаграмма, в которой ширина запретной зоны сравнима со средней тепловой энергией электрона.
В кристаллической решетке полупроводников атомы образуют ковалентную связь.
Виды связи: 1) ионная 2) ковалентная 3)вандер - ваальсовская
Наиболее прочная – ковалентная связь. Ширину запрещенной зоны можно представить как энергию разрыва ковалентной связи. В этом случае электрон становиться свободным, переходит в зону проводимости (принадлежит всему кристаллу).
Рассмотрим поведение полупроводника в зависимости от температуры.
Пока T<Eq/k полупроводник ведет себя подобно изолятору. При T>Eq/k k полупроводник ведет себя подобно металлу.
Дырка – как носитель заряда
Пусть рассматривается полупроводник, характеризуемый зонной диаграммой:
Валентные e при нормальных условиях переходят в зону проводимости.
Если электрон переходит в зону проводимости на энергетическом уровне атома (в валентной зоне) появляется свободное место. На его место может перейти электрон из соседнего атома – туннельный переход. При нагреве ток не появляется, так как перемещение электронов компенсируется.
При наложении внешнего поля движение электронов становиться упорядоченным (электрон от 3 атома ко 2 атому, от 4 к 3 атому). Получается прерывистое движение электрона, но движение свободного энергетического уровня непрерывно. Свободный энергетический уровень движется по полю как будто имеет положительный заряд и движется с ускорением и имеет массу, подобен квазичастице. Такое образование называют дыркой.
Дырки (p) бывают легкими и тяжелыми. Концентрация свободных электронов (n) и дырок равны между собой.
Полупроводник в котором концентрация свободных электронов равна в любой момент концентрации дырок, называется собственным полупроводником. В токе принимают участие электроны и дырки. Токи складываются.