8) Оптические и фотоэлектрические явления в полупроводниках
В современной электронной технике широко используются полупроводниковые приборы, основанные на принципах фотоэлектрического и электрооптического преобразования сигналов. Первый из этих принципов обусловлен изменением электрофизических свойств вещества в результате поглощения в нем световой энергии (квантов света). При этом изменяется проводимость вещества или возникает э. д. с., что приводит к изменениям тока в цепи, в которую включен фоточувствительный элемент. Второй принцип связан с генерацией излучения в веществе, обусловленной приложенным к нему напряжением и протекающим через светоизлучающий элемент током. Указанные принципы составляют научную основу оптоэлектроники – нового научно-технического направления, в котором для передачи, обработки и хранения информации используются как электрические, так и оптические средства и методы.
Все многообразие оптических и фотоэлектрических явлений в полупроводниках можно свести к следующим основным:
– поглощение света и фотопроводимость;
– фотоэффект в p-n переходе;
– электролюминесценция;
– стимулированное когерентное излучение.
7) КОНТАКТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ- неравновесные электронные явления, возникающие при прохождении электрич. тока через контакт полупроводника с металлом или электролитом или через контакт двух различных полупроводников (гетеропереход )либо через границу двух областей одного и того же полупроводника с разным типом носителей заряда (см. р - п-переход )и разной их концентрацией.
4) Собственные и примесные полупроводники
Примесная проводимость полупроводников — электрическая проводимость, обусловленная наличием в полупроводнике донорных или акцепторных примесей.
Примесная проводимость, как правило, намного превышает собственную, и поэтому электрические свойства полупроводников определяются типом и количеством введенных в него легирующих примесей.
Собственная проводимость полупроводников. Обычно к полупроводникам относят кристаллы, в которых для освобождения электрона требуется энергия не более 1,5—2 эВ. Кристаллы с большими значениями энергии связи относятся к диэлектрикам. Типичными полупроводниками являются кристаллы германия и кремния, в которых атомы объединены ковалентной связью. При температуре около 300 К средняя энергия теплового движения атомов в полупроводниковом кристалле составляет около 0,04 эВ. Это значительно меньше энергии, необходимой для отрыва валентного электрона, например, от атома кремния (1,1 эВ). Однако вследствие неравномерного распределения энергии теплового движения некоторые атомы кремния ионизируются .
54) ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ
Операционный усилитель (ОУ) является ключевым элементом преобразующих и вычисли-
тельных устройств ИИС. По принципу действия ОУ сходен с обычным усилителем – предназна-
чен для усиления напряжения или мощности входного сигнала. Однако, в то время как свойства
и параметры обычного усилителя полностью определяются его схемой, свойства и параметры
ОУ определяются преимущественно параметрами цепи обратной связи. ОУ выполняют по схеме
усилителя постоянного тока с нулевыми значениями входного напряжения смещения нуля и вы-
ходного напряжения. Они характеризуются также большим коэффициентом усиления, высоким
входным и низким выходным сопротивлением. Ранее такие усилители использовались в анало-
говых вычислительных устройствах для выполнения математических операций. Отсюда про-
изошло название – операционный усилитель.
Основные свойства операционных усилителей
Входной каскад ОУ выполняется в виде дифференциального усилителя и имеет два входа:
Р – неинвертирующий, обозначается +; N – инвертирующий, обозначается на схеме знаком -.
В области низких частот выходное напряжение Uа находится в той же фазе, что и разность вход-
ных напряжений: D P N U = U -U .
Для обеспечения работы операционного усилителя с положительными и отрицательными
входными сигналами следует использовать двухполярное питающее напряжение ±V. На принци-
пиальных схемах ОУ часто клеммы питания не показывают, а только входные и выходные ши-
ны.