1. Определение электронных приборов. Классификация электронных приборов по характеру рабочей среды, мощности, частотному диапазону.

Электронные приборы – это устройства, работа которых основана на использовании электрических, тепловых, оптических и акустических явлений в твёрдом теле, жидкости, вакууме, газе или плазме. Наиболее общие функции, выполняемые электронными приборами, состоят в преобразовании информационных сигналов или энергии.

Основными задачами электронного прибора как преобразователя информационных сигналов являются: усиление, генерирование, передача, накопление и хранение сигналов, а такжевыделение их на фоне шумов.

Электронные приборы можно классифицировать по их назначению, физическим свойствам, основным электрическим параметрам, конструктивнотехнологическим признакам, роду рабочей среды и т.д.

В зависимости от вида сигналов и способа обработки информации все существующие электронные приборы разделяют на электропреобразовательные,электросветовые, фотоэлектрические, термоэлектрические, акустоэлектрические и механоэлектрические.

По виду рабочей среды различают следующие классы приборов: полупроводниковые, электровакуумные, газоразрядные, хемотронные (рабочая среда – жидкость). В зависимости от выполняемых функций и назначения электронные приборы делят на выпрямительные, усилительные, генераторные, переключательные, индикаторные и др.

По диапазону частот – низкочастотные, высокочастотные, сверхвысокочастотные; по мощности – малой мощности, средней мощности и мощные.

2. Свойства полупроводников. Основные материалы полупроводниковой электроники, и их основные электрофизические параметры.

Полупроводники́ — материалы, которые по своей удельной проводимости занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками и отличаются от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и воздействия различных видов излучения. Основным свойством этих материалов является увеличение электрической проводимости с ростом температуры.

Полупроводниками являются вещества, ширина запрещённой зоны которых составляет порядка нескольких электрон-вольт (эВ). К числу полупроводников относятся многие химические элементы (германий, кремний, селен, теллур, мышьяк и другие), огромное количество сплавов и химических соединений (арсенид галлия и др.). Самым распространённым в природе полупроводником является кремний, составляющий почти 30 % земной коры.

3. Элементы зонной теории полупроводников. Генерация и рекомбинация носителей.

Атом представляет собой электрическую систему, состоящую из положительно заряженного ядра и окружающих его электронов. Электроны уединенного атома, находясь в поле ядра, могут иметь только определенный – дискретный – набор энергий, или, как говорят, могут находиться на определенных уровнях. При этом, согласно принципу Паули, на одном энергетическом уровне одновременно не может быть более двух электронов.

При объединении N атомов в молекулы и кристаллы за счет взаимодействия с соседними атомами и электрическим полем кристаллической решетки отдельные энергетические уровни атомов расщепляются на N близко расположенных уровней. Эти наборы разрешенных уровней образуют зоны, разделенные зонами запрещенных значений энергии.

Электроны внешних оболочек (валентные электроны), отвечающие за электропроводимость, заполняют верхнюю разрешенную зону, которую называют валентной, и зону проводимости, которая либо частично заполнена электронами, либо свободна от них. Характерной особенностью чистых полупроводников является то, что при температуре Т = 0 К они ведут себя как диэлектрики: их валентная зона полностью заполнена электронами, а следующая зона разрешенных уровней энергий полностью свободна. С повышением температуры у полупроводников растет число электронов, которые вследствие теплового возбуждения переходят в зону проводимости, чего не наблюдается у диэлектриков.

Уход электрона из ковалентной связи сопровождается появлением двух электрически связанных атомов единичного положительного заряда, получившего название дырки, и свободного электрона. Фактически дырку можно считать подвижным свободным носителем элементарного положительного заряда, а заполнение дырки электроном из соседней ковалентной связи можно представить как перемещение дырки. Процесс образования пар электрон-дырка называют генерацией свободных носителей заряда. Одновременно с процессом генерации протекает процесс рекомбинации носителей.

Рекомбинация — исчезновение носителей заряда в результате столкновения зарядов противоположных знаков.