- •Содержание
- •3Физические основы работы полупроводниковых приборов
- •3.1.Введение, основные термины и определения
- •4.1.Зонная структура полупроводников
- •5.1.Структура связей атомов и электронов полупроводника
- •6.1.Концентрация подвижных носителей заряда в собственном полупроводнике
- •7.1.Примесные полупроводники
- •3.7.1Концентрация носителей заряда в примесных полупроводниках
- •8.1.Электропроводность полупроводников
- •10.1.Вольтамперная характеристика p-n перехода
- •11.1.Пробой p-n перехода
- •12.1.Емкость p-n перехода
- •13.1.Свойство переходов металл-полупроводник
- •4Полупроводниковые диоды
- •3.1.Особенности и свойства полупроводниковых диодов, вольтамперная характеристика диода
- •4.1.Разновидности диодов, система параметров
- •4.4.1Универсальные диоды
- •4.4.2Силовые диоды
- •4.4.3Импульсные диоды
- •4.4.4Стабилитроны
- •4.4.5Варикапы
- •5.1.Система обозначений диодов
- •5Биполярные транзисторы
- •3.1.Вольтамперные характеристики транзисторов
- •4.1.Эквивалентная схема транзистора
- •5.1.Система обозначений и классификация транзисторов
- •6.1.Составные транзисторы
- •6Полевые транзисторы
- •3.1.Вольтамперные характеристики полевого транзистора с p-n переходом
- •4.1.Моп (мдп) – транзисторы
- •5.1.Система обозначений полевых транзисторов
- •7Переключающие приборы
- •3.1.Динисторы
- •4.1.Вольтамперная характеристика динистора
- •5.1.Тринисторы (тиристоры)
- •6.1.Вольтамперная характеристика тринистора
- •7.1.Симисторы
- •8.1.Запираемые тиристоры
- •9.1.Параметры и система обозначений тиристоров
- •8Оптоэлектронные приборы
- •3.1.Светодиоды
- •4.1.Характеристики светодиодов
- •5.1.Система обозначений светодиодов
- •6.1.Фоточувствительные приборы
- •7.1.Вольтамперная характеристика фотодиода
- •8.1.Параметры фотодиодов
- •9.1.Фототранзисторы
- •10.1.Фототиристоры
- •11.1.Фоторезисторы
- •12.1.Оптроны
- •9Вопросы для самопроверки
- •10Контрольная работа.
- •3.1.Методические указания к выполнению контрольной работы.
- •4.1.Оформление отчета по контрольной работе.
- •5.1.Задание.
- •11Пример выполнения контрольной работы
- •Ширина запрещенной зоны:
- •Эффективные плотности состояний:
- •Положение уровня Ферми:
- •Подвижности носителей заряда:
- •Удельное электрическое сопротивление:
- •Отношение полного тока, протекающего через полупроводник к дырочному току:
- •Концентрация основных и неосновных носителей заряда
- •Положение уровня Ферми:
- •Удельное электрическое сопротивление:
- •Отношение полного тока, протекающего через полупроводник к дырочному току:
- •Концентрация основных и неосновных носителей заряда
- •Контактная разность потенциалов
- •Ширина обедненных областей и ширина области пространственного заряда
- •Величина заряда на единицу площади
- •Величина барьерной емкости без внешнего напряжения и при обратном напряжении
- •1Глоссарий
- •Литература.
- •Электроника
5.1.Система обозначений светодиодов
Применяемая ранее система обозначений светодиодов аналогична используемой для маркировки обычных диодов, но в качестве второго элемента записывалась буква Л (АЛ307Б, 3Л361А). В настоящее время она сохранилась для инфракрасных светодиодов, а для приборов видимого свечения используется другая. Первым элементом является буква К (для приборов общепромышленного применения), либо он отсутствует, если изделие предназначено для использования в специальной аппаратуре. Второй элемент – комбинация букв ИП (индикатор полупроводниковый), далее буква, классифицирующая прибор по виду отображаемой информации: Д – единичные индикаторы, М – мнемонические (разной формы), Г – графические (в виде набора светящихся точек), Ц – цифровые (в виде сегментов), В – буквенно-цифровые, Т – школьные и т.п. Затем идет число, обозначающее разновидность прибора, далее буква, определяющая значение параметров и через чёрточку либо только буква, обозначающая цвет свечения (К – красный, Л – зелёный, Ж – жёлтый, Р – оранжевый, Г – голубой, М – многоцветный ), либо в дополнение к ней ряд цифр, характеризующих особенности индикатора, например (КИПДО5А-Л, ИПЦ09А-7К).
6.1.Фоточувствительные приборы
Фотодиод представляет собой полупроводниковый прибор, p-n переход которого открыт для действия внешнего излучения. Если к выводам полупроводникового диода не подключены внешние источники напряжений, то переход находится в равновесном состоянии. При этом разность потенциалов на выводах диода равна нулю, а на границе раздела слоев полупроводника существует внутреннее электрическое поле, обусловленное контактной разностью потенциалов, препятствующее перемещению основных носителей через p-n переход.
Под действием электромагнитного излучения (при освещении), в объеме перехода может происходить разрыв связей электронов с атомами – генерация электронно-дырочных пар. Такое явление называется внутренним фотоэффектом, так как образовавшиеся под воздействием освещённости носители остаются в области кристалла.
Внутреннее поле p-n перехода будет перемещать образовавшиеся дырки в p-область, а электроны в n-область полупроводника, разделяя генерируемые носители. При этом на внешних краях полупроводниковых слоев появится разность потенциалов («+» на аноде диода, «–» на его катоде) и на величину этой разности уменьшится высота потенциального барьера p-n перехода.
Генерируемая фотодиодом, под действием света, разность потенциалов, называется фото-э.д.с. Ее величина возрастает при увеличении светового потока (рис. 6.4). Направление электрического поля, создаваемого фото э.д.с., противоположно направлению поля контактной разности потенциалов. Когда эти величины сравняются, суммарное поле окажется равным нулю и новые порции генерируемых носителей, останутся в области перехода так как исчезнет сила, вызывающая их перемещение. Это приводит к тому, что фото э.д.с. при любой освещенности не превысит внутренней, контактной разности потенциалов.
Рис. 6.4. Зависимость фото-э.д.с. и фототока диода
от светового потока.
Если выводы диода замкнуты накоротко, то при освещении p-n перехода по проводнику потечет электрический ток, вызванный наличием нескомпенсированных носителей в областях полупроводниковых слоев. Электроны начнут перемещаться в р - область, а дырки в n полупроводник. При этом по внешней цепи потечет электрический ток, который называется фототоком. Он будет поддерживаться за счет энергии внешнего светового излучения, расходуемой на разделение зарядов в области p-n перехода.
Фототок , возрастает практически пропорционально световому потоку (рис. 6.4), и в отличие от фото ЭДС не имеет участка насыщения.
Таким образом, фотодиод может служить в качестве генератора э.д.с. или тока, т.е. выполнять функции преобразователя световой энергии в электрическую. На этом принципе основано действие солнечных преобразователей (батарей). Такой режим работы фотодиода называется вентильным.