
- •Билет 1. Классификация веществ. Зонная диаграмма. Понятие носителей заряда. Теория проводимости. Собственная и примесная проводимость.
- •Билет 3 . Уравнение Шредингера.
- •Билет 5. Циклотронный резонанс.
- •Билет 11. Концентрация носителей в соб.
- •Билет 12. Рассеяние на ионах примеси.
- •Билет 13. Рассеяние на атомах примеси и дислокациях. Рассеяние на нейтральных примесях
- •Рассеяние на ионизированной примеси
- •Билет 15. Подвижность носителей заряда.
- •Билет 16. Удельная проводимость и удельное сопротивление полупроводника.
- •Билет 17. Рекомбинация полупроводника в условиях равновесного состояния.
- •Билет 18. Рекомбинация полупроводника в условиях неравновесного состояния.
- •Билет 19. Механизм рекомбинации носителей на ловушках.
- •Билет 20. Механизм поверхностной рекомбинации.
- •Билет 21. Движение носителей заряда. Уравнение непрерывности для электронов и дырок. Плотности электронного и дырочного токов.
- •Билет 22. Диффузионный и дрейфовый токи. Диэлектрическая релаксация.
- •Билет 23 и 24. Эффект поля. Зонная диаграмма при эффекте поля
- •Билет 25. Диффузионный ток в полупроводнике.
- •Билет 26. Диффузия и дрейф неравновесных носителей заряда в случае монополярной проводимости. Движение неосновных носителей заряда.
- •Билет 27. Монополярная диффузия носителей.
- •Билет 28. Биполярная диффузия носителей.
- •Билет 29. Образование p-n перехода, база диода, энергетическая диаграмма. Структура и классификация диодов.
- •Билет 30. P-n переход в равновесном состоянии.
- •Билет 31. P-n переход в неравновесном состоянии.
- •Билет 32. Невыпрямляющий контакт металл-полупроводник
- •Билет 35. Идеальная модель диода. Характеристические сопротивления и тепловой ток.
- •Билет 36. Особенности реального диода. Обратная вах. Эквивалентная схема диода при обратном смещении.
- •Билет 37. Туннельный пробой p-n перехода.
- •Билет 38. Лавинный пробой p-n перехода.
- •Билет 39. Тепловой пробой p-n перехода.
- •Билет 40. Прямая характеристика реального диода. Ток рекомбинации. Сопротивление базы.
- •Билет 41. Прямая характеристика реального диода. Зависимость напряжения прямой характеристики от температуры. Работа диода при высоком уровне инжекции. Распределение токов в базе.
- •Билет 42. Прямая характеристика реального диода. Дрейфовая составляющая тока инжектированных носителей. Коэффициент инжекции.
- •Билет 43. Прямая характеристика реального диода. Модуляция сопротивления базы. Эквивалентная схема диода при прямом смещении.
- •Билет 44. Инерционные свойства диодов. Барьерная емкость.
- •Билет 45. Инерционные свойства диодов. Диффузионная емкость.
- •Билет 47. Туннельный диод. Диод Шоттки.
- •Билет 48. Биполярный транзистор. Структура и режимы работы биполярного транзистора. Транзисторный эффект.
- •Билет 49. Биполярный транзистор. Режимы работы биполярного транзистора при схеме включения с Общей Базой.
- •Билет 50. Биполярный транзистор. Эффект Эрли.
- •Билет 52. Эквивалентная схема Эберса-Молла.
- •52. Биполярный транзистор. Входные и выходные вах идеального транзистора в схеме об. Вах идеального транзистора в схеме ок.
- •Билет 57. Сопротивления эмиттерного и коллекторного переходов.
- •Билет 63. Мдп транзистор. Вах идеального мдп транзистора. Физические причины насыщения тока стока. …
- •Билет 64. Мдп транзистор. Выбор рабочей точки. Крутая и пологая область мдп. Удельная крутизна транзистора.
- •Билет 65. Мдп транзистор. Равновесные и неравновесные состояния.
- •Билет 66. Мдп транзистор. Эквивалентная сх, сх.Вкл.
- •Билет 67. Фотоэлектрический явления. Внутренний фотоэффект.
- •Билет 68. Фотоэлектрический явления. Теория фотопроводимости.
- •Билет 72. Эффект Холла
Билет 16. Удельная проводимость и удельное сопротивление полупроводника.
В общем виде удельная проводимость выражается следующим образом:
,
где μn,
μp
– подвижности электронов и дырок; ρ
– удельное сопротивление
Для частных случаев собственного, электронного и дырочного п/п получаем соответственно:
В
широком температурном диапазоне
зависимость σ(Т)
удобно
изображать в полулогарифмическом
масштабе, откладывая по оси абсцисс
«обратную температуру»1/T.
В этом случае для собственного
полупроводника получается прямая,
наклон которой пропорционален 0,5
СР.
Для примесных полупроводников зависимость σ(Т) получается сложнее. По мере ионизации примесей наклон кривой уменьшается, и при полной ионизации получается почти горизонтальный участок. Начиная с этой температуры (Т1) и до критической температуры (Т2) концентрация основных носителей практически постоянна. Следовательно, на этом участке проводимость меняется так же, как подвижность. При дальнейшем повышении температуры (Т > Т2) проводимость переходит в собственную и резко возрастает. При очень большой концентрации примесей полупроводник превращается в полуметалл с очень большой проводимостью, мало зависящей от температуры. На рис. 1-22 для наглядности показана зависимость удельного сопротивления от температуры в линей.
Рис. 1-22. Зависимость удельного сопротивления германия типа n от температуры при различных концентрациях.
Билет 17. Рекомбинация полупроводника в условиях равновесного состояния.
В равновесном состоянии полупроводника процессы генерации - рекомбинации подчиняются закону действующих масс. Обратимые реакции:
(свободный электрон) + (ионизированный донор) = (нейтральный донор);
(свободный электрон) + (свободная дырка) = (связанный электрон валентной зоны).
Обозначим концентрации частиц, участвующих в этих реакциях, через nо, N*, Nд* - N, ро, Nv-эффективная плотность состояний в валентной зоне. Nд* - концентрация ионизированных доноров.
Тогда согласно закону действующих масс количественные характеристики записанных реакций должны выражаться формулами:
где
Kl(T)
и К2(T)
- коэффициенты действующих масс, зависящие
от температуры. Произведение
в формуле по смыслу соответствующей
реакции характеризует процесс
рекомбинации, а произведение К2(T)
Nv - процесс
генерации. Т.о., скорость рекомбинации
пропорциональна произведению концентраций
рекомбинирующих частиц. Рекомбинация
электрона тем вероятнее, чем больше
электронов в данном объеме и чем больше
дырок, с которыми он может рекомбинировать.
,
где левая часть есть скорость рекомбинации
(r
- коэффициент рекомбинации), а
-
скорость генерации. Параметры r
и go
не зависят от концентрации свободных
носителей. Величина
-
количество актов рекомбинации в единице
объема и в единицу времени, а nо
- количество электронов в единице
объема.
-
вероятность рекомбинации одного
электрона в единицу времени, а обратная
величина - среднее временя жизни
электронов:
Равновесные
времена
жизни электронов и дырок в общем случае
резко различны. Скорости рекомбинации
обоих типов носителей одинаковы, а
концентрации nо
и ро
могут различаться на много порядков.
Условие равновесия: