- •Свойства p-n-перехода при внешнем напряжении приложенном к нему.
- •Искажения в усилителях. Искажения сигналов в усилителях.
- •Инвертирующий компаратор для одноимённых сигналов.
- •Электропроводность
- •Примесные полупроводники
- •Диффузионный и дрейфовый механизмы движения зарядов в полупроводнике
- •Дрейфовый ток
- •Диффузионный ток
- •Усилители мощности
- •Классификация усилителей мощности
- •При работе активного элемента в режиме класса в
- •6. Усилитель разности
Электропроводность
Электропроводность – характеризует свойства материалов проводить электрический ток. Количественно она характеризуется удельной проводимостью, а также концентрацией свободных носителей заряда. Электрический ток – упорядоченное движение электрических зарядов. От зависимости способности материалов проводить электрический ток они делятся на три вида:
Изоляторы - вещества, которые не проводят электрический ток. Проводники – вещества, хорошо проводящие электрический ток.
Полупроводники – вещества, нечто среднее между проводниками и изоляторами. Все полупроводники подразделяются на:
В электронике применяются различные виды полупроводников:
трехвалентные: B, In, Al;
четырехвалентные: Ge, Si;
пятивалентные: Sb, As, P.
Чистые полупроводники (i-типа)
Структура полупроводника напоминает кристаллическую решётку алмаза. Полупроводник имеет жёсткую структуру за счёт ковалентных связей между атомами. Рассмотрим плоскую модель 4х валентного полупроводника.
В чистом полупроводнике, при температуре абсолютного нуля, все электроны уходят на образование ковалентной связи, свободных электронов нет, следовательно, он изолятор. При повышении температуры электроны приобретают дополнительную энергию. И некоторые из них покидают свои ковалентные связи, в результате чего в полупроводнике образуется “вакансия” электронов, которую называют дыркой. Дырка имеет положительный, а электрон отрицательный заряд (рис 1). Итак, при повышении температуры, в п олупроводнике появляются свободные носители зарядов, причём концентрация электронов в чистом полупроводнике равна концентрации дырок: ni=pi.Процесс образования свободного электрона и дырки называется генерацией электронно-дырочной пары.
ni2=nipi=AT3exp(-∆E/kT), где:
k – постоянная Больцмана;
∆Е – ширина запрещенной зоны, она зависит от энергии ионизации;
0,8 эВ, Ge;
∆Е= 1,2 эВ, Si;
1,4 эВ, AsGa.
При движении электронов по объёму кристаллической решётки некоторые из них могут занимать место дырки. При этом электрон и дырка уничтожаются – это регенерация электронно-дырочной пары.
Чистые полупроводники почти не используются, так как их проводимость сильно зависит от температуры. Их удобно использовать при создании термодатчиков. Для создания полупроводниковых приборов используются примесные полупроводники: n-типа и p-типа.
Примесные полупроводники
В примесных полупроводниках часть атомов кристаллической решетки замещается на атомы примесей, то есть на атомы другого вида.
Полупроводники n-типа
П олупроводник n-типа получают путём введения в 4х валентный полупроводник атомов пятивалентной донорной примеси. Донорной называется примесь, отдающая электроны. При этом в полупроводнике образуется избыточная концентрация электронов.
В результате введения такой примеси полупроводник имеет вид:
1. Электроны – основные носители nn>Nd>pi=ni
Nd – концентрация атомов донорной примеси.
nn - концентрация носителей n-типа.
2. Дырки – неосновные носители.
Концентрация основных носителей почти не зависит от температуры. Так как концентрация основных носителей много больше, то свойства полупроводника определяются nn.
Полупроводники p-типа
П олупроводник p-типа получают путём введения в 4х валентный полупроводник 3х валентной акцепторной примеси. У соседнего атома отбирается электрон и образуется дырка. Основные носители – дырки.
Pp=Na>ni=pi .
Примесные полупроводники используются, потому что их электропроводность определяется атомами примеси и почти не зависит от температуры.