Содержание
3 ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ 6
3.1. Введение, основные термины и определения 6
4.1. Зонная структура полупроводников 6
5.1. Структура связей атомов и электронов полупроводника 9
6.1. Концентрация подвижных носителей заряда в собственном полупроводнике 14
7.1. Примесные полупроводники 18
3.7.1 Концентрация носителей заряда в примесных полупроводниках 22
8.1. Электропроводность полупроводников 24
9.1. P-N структуры 28
10.1. Вольтамперная характеристика p-n перехода 33
11.1. Пробой p-n перехода 35
12.1. Емкость p-n перехода 38
13.1. Свойство переходов металл-полупроводник 41
4 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ 44
3.1. Особенности и свойства полупроводниковых диодов, вольтамперная характеристика диода 46
4.1. Разновидности диодов, система параметров 50
4.4.1 Универсальные диоды 50
4.4.2 Силовые диоды 51
4.4.3 Импульсные диоды 52
4.4.4 Стабилитроны 54
4.4.5 Варикапы 58
5.1. Система обозначений диодов 59
5 БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ 61
3.1. Вольтамперные характеристики транзисторов 72
4.1. Эквивалентная схема транзистора 75
5.1. Система обозначений и классификация транзисторов 89
6.1. Составные транзисторы 90
6 ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ 94
3.1. Вольтамперные характеристики полевого транзистора с p-n переходом 96
4.1. МОП (МДП) – транзисторы 102
5.1. Система обозначений полевых транзисторов 106
7 ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИЕ ПРИБОРЫ 108
3.1. Динисторы 108
4.1. Вольтамперная характеристика динистора 111
5.1. Тринисторы (тиристоры) 114
6.1. Вольтамперная характеристика тринистора 115
7.1. Симисторы 117
8.1. Запираемые тиристоры 118
9.1. Параметры и система обозначений тиристоров 119
8 ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ 122
3.1. Светодиоды 122
4.1. Характеристики светодиодов 123
5.1. Система обозначений светодиодов 125
6.1. Фоточувствительные приборы 126
7.1. Вольтамперная характеристика фотодиода 127
8.1. Параметры фотодиодов 129
9.1. Фототранзисторы 130
10.1. Фототиристоры 132
11.1. Фоторезисторы 133
12.1. Оптроны 134
9 Вопросы для самопроверки 136
10 КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА. 139
3.1. Методические указания к выполнению контрольной работы. 139
4.1. Оформление отчета по контрольной работе. 139
5.1. Задание. 141
11 Пример выполнения контрольной работы 146
1 ГЛОССАРИЙ 169
ЛИТЕРАТУРА. 192
3Физические основы работы полупроводниковых приборов
3.1.Введение, основные термины и определения
Известно, что электроны в атомах могут обладать лишь определенными (не произвольными) значениями энергии, которые называются энергетическими уровнями. При этом электроны расположенные ближе к ядру атома имеют меньшую энергию, то есть находятся на более низких энергетических уровнях и сильнее связаны с ядром. Чтобы удалить электрон от ядра надо преодолеть их взаимное притяжение, на что требуется затратить некоторую энергию.
Рис.1.1. Энергетические уровни.
Чем на более высоком энергетическом уровне он находится, тем дальше электрон от ядра, тем слабее он привязан к нему. Когда электрон переходит с более высокого энергетического уровня на более низкий, то выделяется некоторое количество энергии, называемое квантом, которое уносится в виде электромагнитного излучения с частотой ν.
Величина этой энергии определяется соотношением ∆W = hν, где h = 6,62∙10-34 – постоянная Планка. Очевидно, справедливым будет и обратное утверждение, что если электрону, находящемуся на уровне W1 сообщить энергию ∆W, то он перескочит на уровень W2.